Mục lục bài viết

Xử Lý Hơi Hóa Chất: Nhận Diện, Tác Hại Và Các Công Nghệ

Hơi hóa chất, tồn tại dưới dạng khí hoặc hơi của các hợp chất hóa học dễ bay hơi, là một trong những thành phần gây ô nhiễm môi trường không khí nghiêm trọng và phổ biến nhất trong các hoạt động công nghiệp. Từ sản xuất hóa chất, lọc hóa dầu, in ấn, sơn phủ đến các ngành công nghiệp chế biến và xử lý chất thải, hơi hóa chất phát sinh trong nhiều công đoạn, mang theo những nguy cơ tiềm ẩn đối với sức khỏe con người, an toàn cháy nổ và chất lượng môi trường.

Sự đa dạng về chủng loại và tính chất của các hợp chất hóa học dạng hơi đòi hỏi các giải pháp kiểm soát và xử lý chuyên biệt, hiệu quả và linh hoạt.

Bài viết này sẽ cung cấp một cái nhìn sâu sắc và toàn diện về vấn đề xử lý hơi hóa chất trong khí thải công nghiệp, bao gồm phân loại và đặc điểm của hơi hóa chất, nguồn gốc phát sinh, tác động tiêu cực đến môi trường và sức khỏe, các quy định pháp luật liên quan (đặc biệt là QCVN 19:2024/BTNMT) và phân tích chi tiết các công nghệ xử lý hơi hóa chất tiên tiến và được ứng dụng rộng rãi hiện nay.

1. Phân loại và Đặc điểm của Hơi Hóa chất

Hơi hóa chất là một thuật ngữ chung chỉ các chất hóa học tồn tại ở thể khí hoặc hơi ở điều kiện nhiệt độ và áp suất môi trường. Chúng có thể là các phân tử hữu cơ hoặc vô cơ, với các đặc điểm vật lý và hóa học rất đa dạng, quyết định phương pháp xử lý phù hợp. Có thể phân loại hơi hóa chất theo nhiều cách khác nhau:

Theo bản chất hóa học:

Hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (Volatile Organic Compounds – VOCs): Đây là nhóm hơi hóa chất rất phổ biến, bao gồm hàng ngàn hợp chất khác nhau chứa cacbon, ngoại trừ một số loại đơn giản như metan, CO, CO2. VOCs có thể là hydrocarbon (alkan, alken, alkyne, aren), aldehyde, ketone, alcohol, ester, ete, hydrocarbon mạch vòng, hydrocarbon clo hóa, v.v. VOCs thường có mùi đặc trưng (một số dễ chịu, một số khó chịu), dễ bay hơi, một số dễ cháy nổ, và nhiều loại có độc tính cao hoặc là tiền chất hình thành sương mù quang hóa. QCVN 19:2024/BTNMT định nghĩa TVOC (Total VOCs) bao gồm các cấu tử như Benzen, Toluen, Etylbenzen, Xylen, Etyl Axetat, Butyl Axetat và có quy định giới hạn cho nhóm này.
Hợp chất vô cơ dạng khí/hơi: Bao gồm các khí độc hại như Lưu huỳnh đioxit (SO2), Nitơ oxit (NOx), Cacbon monoxit (CO), Hydro sunfua (H2S), Amoniac (NH3), Hydro clorua (HCl), Hydro florua (HF), Clo (Cl2), Hydro xyanua (HCN), v.v. Các khí này thường có mùi khó chịu, ăn mòn, độc hại và góp phần gây mưa axit hoặc các vấn đề môi trường khác. QCVN 19:2024/BTNMT quy định giới hạn chi tiết cho nhiều khí vô cơ này.

Theo tính chất vật lý:

Điểm sôi: Hơi hóa chất có điểm sôi thấp hơn so với các chất lỏng ít bay hơi hơn. Điểm sôi ảnh hưởng đến áp suất hơi và mức độ dễ bay hơi ở nhiệt độ nhất định.
Độ tan: Khả năng hòa tan trong nước hoặc các dung môi khác. Độ tan cao thuận lợi cho phương pháp xử lý hấp thụ bằng chất lỏng.
Áp suất hơi: Áp suất hơi cao cho thấy chất đó dễ bay hơi hơn.
Nhiệt độ ngưng tụ: Nhiệt độ mà hơi hóa chất chuyển sang trạng thái lỏng. Nhiệt độ ngưng tụ ảnh hưởng đến khả năng thu hồi bằng phương pháp ngưng tụ.

Theo tính chất nguy hại:

Độc tính: Có thể gây độc cấp tính hoặc mãn tính, gây ung thư, đột biến gen, quái thai (ví dụ: Benzen, Vinyl clorua, một số hydrocarbon clo hóa).
Tính ăn mòn: Có thể gây hư hại thiết bị và công trình (ví dụ: HCl, HF, SO2).
Tính dễ cháy nổ: Nhiều VOCs dễ bắt lửa và gây nổ khi đạt nồng độ nhất định trong không khí (ví dụ: Hexan, Toluen, Axeton).
Mùi: Gây khó chịu, ảnh hưởng đến chất lượng cuộc sống của cộng đồng xung quanh.
Tiềm năng gây hiệu ứng nhà kính/suy giảm tầng ozone: Một số hóa chất (ví dụ: CFCs, HCFCs) là khí nhà kính mạnh hoặc phá hủy tầng ozone.

2. Nguồn gốc Phát sinh Hơi Hóa chất trong Công nghiệp

Hơi hóa chất phát sinh từ rất nhiều ngành công nghiệp và các hoạt động khác nhau:

Công nghiệp hóa chất: Các nhà máy sản xuất hóa chất là nguồn phát thải hơi hóa chất chính từ các quy trình tổng hợp, chưng cất, phản ứng, pha chế, lưu trữ và vận chuyển hóa chất. Ví dụ: sản xuất nhựa (phát thải monomer như Vinyl clorua, Styren), sản xuất dung môi, axit, kiềm, phân bón, thuốc trừ sâu.
Công nghiệp lọc hóa dầu: Phát thải các hydrocarbon dễ bay hơi (Benzen, Toluen, Xylen…), H2S, SO2 từ các quá trình lọc, crackinh, reforming, lưu trữ xăng dầu và các sản phẩm hóa dầu.
Công nghiệp in ấn và sơn phủ: Phát thải lượng lớn VOCs từ dung môi trong mực in, sơn, vecni (ví dụ: Toluen, Xylen, Etyl Axetat, Butyl Axetat).
Công nghiệp dược phẩm: Phát thải dung môi hữu cơ (Metanol, Ethanol, Aceton, Toluen…) từ các quá trình tổng hợp, chiết xuất, sấy.
Công nghiệp sản xuất chất bán dẫn và linh kiện điện tử: Sử dụng và phát thải nhiều hóa chất độc hại, dễ bay hơi trong các công đoạn làm sạch, khắc axit, mạ.
Công nghiệp dệt may: Phát thải VOCs từ quá trình nhuộm, in hoa, hoàn tất vải.
Công nghiệp thực phẩm và đồ uống: Phát thải hơi cồn (Ethanol), các hợp chất mùi.
Hệ thống xử lý nước thải và chất thải rắn: Phát sinh khí mùi (chủ yếu là H2S, Amoniac, mercaptan, VOCs) từ quá trình phân hủy chất hữu cơ yếm khí hoặc các hóa chất có trong chất thải.
Khu vực lưu trữ và trung chuyển hóa chất: Bay hơi từ bồn chứa, bể chứa, quá trình bơm rót.
Các sự cố rò rỉ, tràn đổ hóa chất: Gây phát tán hơi hóa chất đột ngột và nồng độ cao.

3. Tác động Tiêu cực của Hơi Hóa chất

Tác động của hơi hóa chất rất đa dạng và nghiêm trọng:

Tác động đến Sức khỏe con người:

Độc tính: Hít phải hơi hóa chất có thể gây kích ứng đường hô hấp, mắt, da; ảnh hưởng đến hệ thần kinh (đau đầu, chóng mặt, buồn nôn, mất ý thức); tổn thương gan, thận, hệ tạo máu, hệ sinh sản (tùy thuộc vào loại hóa chất).
Gây ung thư: Nhiều hơi hóa chất (ví dụ: Benzen, Vinyl clorua, Formaldehyde, một số hydrocarbon thơm đa vòng – PAH) được phân loại là chất gây ung thư ở người.
Ảnh hưởng lâu dài: Tiếp xúc mãn tính với nồng độ thấp cũng có thể gây ra các bệnh mãn tính nguy hiểm.

Tác động đến Môi trường:

Ô nhiễm không khí: Làm suy giảm chất lượng không khí, gây mùi khó chịu, ảnh hưởng đến hệ sinh thái.
Hình thành Sương mù quang hóa: VOCs và NOx dưới tác động của ánh sáng mặt trời phản ứng tạo thành Ozone tầng mặt đất và các chất oxy hóa quang hóa khác, gây sương mù, kích ứng đường hô hấp và gây hại cho thực vật.
Mưa axit: SO2, NOx, HCl tan trong hơi nước trong khí quyển tạo thành axit, gây mưa axit.
Biến đổi khí hậu: Một số hơi hóa chất là khí nhà kính mạnh.
Suy giảm tầng ozone: Các hợp chất chứa clo và brom dễ bay hơi (như CFCs, HCFCs) phá hủy tầng ozone bảo vệ trái đất khỏi tia cực tím có hại.

Nguy cơ an toàn: Nhiều hơi hóa chất dễ cháy nổ, tạo ra nguy cơ hỏa hoạn và nổ trong khu vực công nghiệp.

4. Các Quy định và Tiêu chuẩn liên quan (Tham chiếu QCVN 19:2024/BTNMT)

Để kiểm soát phát thải hơi hóa chất, Việt Nam đã ban hành các quy định và tiêu chuẩn về khí thải công nghiệp. QCVN 19:2024/BTNMT là quy chuẩn kỹ thuật quốc gia quan trọng nhất hiện nay. Quy chuẩn này quy định giá trị giới hạn cho phép của nhiều thông số ô nhiễm ở “thể khí” và “thể hạt” trong khí thải công nghiệp.

Đối với hơi hóa chất, QCVN 19:2024/BTNMT quy định giới hạn cho phép của nhiều thông số cụ thể tại Bảng 1, bao gồm:

Amoniac (NH3): Áp dụng cho nhiều loại thiết bị, bao gồm cả hệ thống xử lý khí thải.
Cacbon monoxit (CO): Áp dụng cho nhiều loại thiết bị đốt và sản xuất công nghiệp.
Hydro sunphua (H2S): Áp dụng cho nhiều loại thiết bị, đặc biệt là liên quan đến xử lý chất thải, lọc hóa dầu.
Axit clohydric (HCl), Axit flohydric (HF): Áp dụng cho các thiết bị sản xuất hóa chất, đốt chất thải, xử lý bề mặt kim loại.
Clo (Cl2): Áp dụng cho thiết bị sản xuất Clo và các thiết bị khác.
Hydro xyanua (HCN): Áp dụng cho thiết bị đốt khí thải trong sản xuất Acrylonitril và các thiết bị khác.
Lưu huỳnh đioxit (SO2), Nitơ oxit (NOx): Áp dụng rộng rãi cho các thiết bị đốt nhiên liệu và nhiều quy trình công nghiệp.
Hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (tính theo TVOC): Áp dụng cho các thiết bị sơn, phủ bề mặt, in ấn, sản xuất sơn, keo, cao su, xử lý bề mặt, lò đốt chất thải. QCVN 19:2024/BTNMT liệt kê rõ các cấu tử được tính trong TVOC.
Nhiều hợp chất hữu cơ cụ thể khác: Quy chuẩn liệt kê giới hạn cho hàng chục hợp chất hữu cơ cụ thể khác như Benzen, Toluen, Etylbenzen, Xylen, Axetaldehyt, Formaldehyt, Phenol, Vinyl clorua, Metanol, các Amin, v.v., áp dụng cho các thiết bị sản xuất và sử dụng hóa chất hữu cơ, lọc hóa dầu, tái chế nhựa.
Dioxin/Furan: Áp dụng cho các thiết bị có nguy cơ cao phát sinh Dioxin/Furan như lò đốt chất thải, luyện kim, lọc hóa dầu.

Quy chuẩn cũng quy định rõ các phương pháp xác định nồng độ các chất ô nhiễm này (lấy mẫu, đo đạc tại hiện trường, phân tích phòng thí nghiệm), viện dẫn các tiêu chuẩn TCVN, US EPA Method, ISO, CEN/EN, JIS, ES. Việc tuân thủ các giới hạn trong QCVN 19:2024/BTNMT đòi hỏi các cơ sở công nghiệp phải đầu tư và vận hành các hệ thống xử lý hơi hóa chất phù hợp với loại và nồng độ các chất ô nhiễm phát sinh.

5. Các Công nghệ Xử lý Hơi Hóa chất

Có rất nhiều công nghệ khác nhau được áp dụng để xử lý hơi hóa chất, việc lựa chọn công nghệ phụ thuộc vào đặc điểm của dòng khí thải (loại hóa chất, nồng độ, lưu lượng, nhiệt độ, áp suất, độ ẩm), yêu cầu về hiệu quả xử lý, chi phí đầu tư và vận hành, diện tích lắp đặt và các yếu tố an toàn. Các công nghệ chính bao gồm:

Kiểm soát tại nguồn và Giảm thiểu phát sinh: Đây luôn là ưu tiên hàng đầu.

Thay thế hóa chất: Sử dụng các hóa chất ít độc hại, ít bay hơi hoặc thân thiện môi trường hơn (ví dụ: dung môi gốc nước thay cho dung môi hữu cơ).
Tối ưu hóa quy trình sản xuất: Giảm thiểu thất thoát hóa chất trong các công đoạn phản ứng, chưng cất, sấy.
Kiểm soát rò rỉ: Áp dụng các biện pháp kỹ thuật và quản lý để ngăn ngừa rò rỉ từ thiết bị, đường ống, van, phớt bơm.
Hệ thống thu hồi hơi (Vapor Recovery Units – VRU): Thu hồi hơi hóa chất từ bồn chứa, xe bồn trong quá trình nạp/xả để tái sử dụng. Các công nghệ trong VRU có thể là ngưng tụ, hấp phụ hoặc hấp thụ.

Thu gom và Giới hạn Phát tán:

Hệ thống hút cục bộ (LEV): Sử dụng các chụp hút, phễu hút, bàn hút, buồng phun sơn… được thiết kế để thu gom hơi hóa chất ngay tại điểm phát sinh (ví dụ: trên bể chứa, khu vực chiết rót, máy in).
Che chắn và bao kín: Bao kín các nguồn phát sinh và hút khí từ không gian kín đó để xử lý tập trung.
Thông gió chung: Thông gió toàn bộ khu vực làm việc để pha loãng hơi hóa chất (chỉ áp dụng cho hơi hóa chất có độc tính thấp và nồng độ không quá cao).

Xử lý Khí thải (Air Treatment Technologies): Khí thải sau khi thu gom sẽ được dẫn đến thiết bị xử lý.

- Ngưng tụ (Condensation): Làm nguội dòng khí thải xuống dưới điểm sương của hóa chất để hơi hóa chất ngưng tụ thành dạng lỏng và được thu hồi. Có thể sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt làm lạnh bằng nước hoặc môi chất lạnh.
  - Ưu điểm: Thu hồi được hóa chất ở dạng lỏng để tái sử dụng hoặc xử lý, hiệu quả cao với hơi hóa chất có nồng độ cao và điểm sôi tương đối cao.
  - Nhược điểm: Kém hiệu quả với hơi hóa chất có nồng độ thấp và điểm sôi rất thấp, không xử lý được các chất không ngưng tụ. Thường được dùng làm công đoạn tiền xử lý.
- Hấp thụ (Absorption / Wet Scrubbing): Dòng khí thải được cho tiếp xúc với một chất lỏng (chất hấp thụ) có khả năng hòa tan hoặc phản ứng với hơi hóa chất.
  - Chất hấp thụ: Phổ biến là nước (cho các chất tan tốt trong nước như NH3, HCl, hơi rượu), dung dịch kiềm (NaOH, KOH cho các khí axit như SO2, HCl, HF), dung dịch axit (H2SO4 cho khí kiềm như NH3, Amin), hoặc các dung môi hữu cơ chuyên dụng (cho các VOCs kỵ nước).
  - Thiết bị: Tháp đệm, tháp phun, venturi scrubber.
  - Ưu điểm: Có thể xử lý lượng khí thải lớn, hiệu quả với các chất tan tốt hoặc phản ứng với chất hấp thụ, có thể xử lý đồng thời cả bụi và khí, chịu được nhiệt độ cao và khí ẩm.
  - Nhược điểm: Tạo ra dòng thải lỏng cần xử lý (blowdown), chi phí vận hành (năng lượng bơm, hóa chất, xử lý nước thải), hiệu quả kém với các chất ít tan.
- Hấp phụ (Adsorption): Dòng khí thải đi qua một lớp vật liệu rắn có bề mặt riêng lớn (chất hấp phụ), các phân tử hơi hóa chất bị giữ lại trên bề mặt này.
  - Chất hấp phụ: Than hoạt tính (phổ biến nhất cho VOCs và nhiều khí vô cơ), Zeolites (cho các phân tử nhỏ, phân cực), Polymer hấp phụ, Silicagel, Alumina hoạt tính.
  - Thiết bị: Các cột hoặc bồn chứa vật liệu hấp phụ.
  - Tái sinh: Khi vật liệu hấp phụ bão hòa, hơi hóa chất có thể được giải phóng (desorption) bằng cách tăng nhiệt độ, giảm áp suất (hấp phụ chân không – VSA/PSA) hoặc dùng khí trơ/hơi nước, cho phép tái sử dụng vật liệu hấp phụ và thu hồi hóa chất (nếu khả thi).
  - Ưu điểm: Hiệu quả cao ngay cả với nồng độ hơi hóa chất rất thấp, không tạo ra dòng thải lỏng (trong quá trình hấp phụ), khả năng thu hồi hóa chất.
  - Nhược điểm: Vật liệu hấp phụ bão hòa và cần tái sinh hoặc thay thế/xử lý, chi phí đầu tư và vận hành tái sinh có thể cao, nhạy cảm với độ ẩm cao, không phù hợp với nồng độ hóa chất quá cao hoặc dòng khí có lẫn nhiều hạt bụi.
- Oxy hóa nhiệt (Thermal Oxidation / Incineration): Đốt cháy hơi hóa chất ở nhiệt độ cao (750−1200∘C) với đủ oxy để chuyển hóa chúng thành CO2, H2O và các sản phẩm vô cơ khác không độc hại.
  - Thiết bị: Lò đốt trực tiếp, lò oxy hóa nhiệt tái sinh (Regenerative Thermal Oxidizer – RTO), lò oxy hóa nhiệt tái tạo (Recuperative Thermal Oxidizer). RTO rất phổ biến vì khả năng thu hồi nhiệt cao, giảm chi phí năng lượng.
  - Ưu điểm: Hiệu quả xử lý rất cao cho hầu hết các hợp chất hữu cơ, có thể xử lý nhiều loại hóa chất cùng lúc.
  - Nhược điểm: Chi phí đầu tư và vận hành rất cao (tiêu thụ năng lượng lớn, đặc biệt với dòng khí có nồng độ hóa chất thấp), cần kiểm soát chặt chẽ để tránh phát sinh NOx, CO, Dioxin/Furan, không xử lý được các chất vô cơ (trừ khi chúng bị phân hủy nhiệt).
- Oxy hóa xúc tác (Catalytic Oxidation – RCO): Tương tự oxy hóa nhiệt nhưng sử dụng xúc tác để quá trình oxy hóa diễn ra ở nhiệt độ thấp hơn (250−500∘C).
  - Ưu điểm: Tiêu thụ năng lượng thấp hơn oxy hóa nhiệt, kích thước thiết bị nhỏ gọn hơn.
  - Nhược điểm: Chi phí đầu tư cao (chi phí xúc tác), xúc tác có thể bị nhiễm độc (bởi lưu huỳnh, halogen, kim loại nặng) và mất hoạt tính theo thời gian, không phù hợp với dòng khí có chứa các chất gây ngộ độc xúc tác.
- Xử lý sinh học (Biological Treatment): Sử dụng vi sinh vật để phân hủy các hợp chất hữu cơ và một số hợp chất vô cơ dạng khí thành CO2, H2O, và sinh khối ở điều kiện nhiệt độ và áp suất môi trường.
  - Thiết bị: Biofilter, Bioscrubber, Biotrickling Filter.
  - Nguyên tắc: Hơi hóa chất từ pha khí khuếch tán vào lớp màng sinh học ẩm trên vật liệu mang hoặc trong dung dịch, sau đó bị vi sinh vật phân hủy.
  - Ưu điểm: Chi phí vận hành thấp (không dùng hóa chất đắt tiền, tiêu thụ năng lượng thấp), thân thiện môi trường, hiệu quả với nồng độ hóa chất thấp đến trung bình, đặc biệt là các chất dễ phân hủy sinh học.
  - Nhược điểm: Nhạy cảm với nồng độ hóa chất cao (có thể ức chế vi sinh vật), tốc độ xử lý chậm hơn các phương pháp hóa lý, cần kiểm soát chặt chẽ điều kiện hoạt động (độ ẩm, nhiệt độ, pH, dinh dưỡng), không hiệu quả với các chất khó phân hủy sinh học hoặc rất ít tan, biofilter cần diện tích lớn.
- Các công nghệ khác:
  - Oxy hóa quang hóa (Photocatalytic Oxidation): Sử dụng tia UV kết hợp chất xúc tác (TiO2) để oxy hóa hóa chất ở nhiệt độ thấp. Hiệu quả với nồng độ thấp.

Công nghệ Plasma: Sử dụng plasma để tạo ra các gốc tự do có khả năng phản ứng mạnh, oxy hóa hóa chất.

5.1 Sơ đồ công nghệ xử lý hơi hoá chất bằng màng nước

Sơ đồ công nghệ hệ thống hơi hóa chất phát sinh trong quá trình tẩy rửa alkali của xưởng tole mạ kẽm 2, công suất 30.000 m³/giờ

5.2 Công nghệ xử lý nước thải màng nước là gì ?

Công nghệ màng nước là dùng nước làm chất hấp thụ chính trong quá trình xử lý khí thải. Nước được bơm vào liên tục và thoát ra hệ thống đầu phun nhỏ tạo thành hơi sương, giúp quá trình làm sạch nhanh và hiệu quả hơn. Nước sau đó được tái tuần hoàn liên tục.

Hơi hóa chất phát sinh trong quá trình tẩy rửa , Tại tháp hấp thụ hơi hóa chất được xử lý qua 2 vòi phun nước liên tục, trong tháp có rất nhiều hạt nhựa để giúp quá trình hấp thụ hơi hóa chất tốt hơn.

Phần khí sạch được thải ra ngoài qua ống thải cao 9,5m, đường kính 940 mm. Khí thải thoát ra ngoài sẽ được đi qua khu vực tách nước và khử hơi bằng than hoạt tính.

Phần nước thải nhiễm bazơ dưới tháp hấp thụ được thu gom về bể thu gom nước thải 2 của hệ thống xử lý nước thải sản xuất để xử lý

6. Lựa chọn và Tích hợp Công nghệ Xử lý

Việc lựa chọn công nghệ xử lý hơi hóa chất phù hợp nhất là một quá trình phức tạp, cần đánh giá kỹ lưỡng các yếu tố sau:

Loại và tính chất của hơi hóa chất: Dễ cháy, độc tính, độ tan, điểm sôi, khả năng phân hủy sinh học, sự hiện diện của bụi hoặc các chất gây ức chế.
Nồng độ hơi hóa chất: Nồng độ cao có thể phù hợp với ngưng tụ, oxy hóa nhiệt; nồng độ thấp phù hợp với hấp phụ, xử lý sinh học, oxy hóa xúc tác.
Lưu lượng dòng khí thải: Ảnh hưởng đến kích thước và chi phí thiết bị.
Hiệu quả xử lý yêu cầu: Cần đạt nồng độ phát thải dưới giới hạn quy định (ví dụ: trong QCVN 19:2024/BTNMT).
Chi phí: Chi phí đầu tư ban đầu (CAPEX) và chi phí vận hành (OPEX – năng lượng, hóa chất, vật liệu hấp phụ, xử lý chất thải).
Diện tích lắp đặt sẵn có: Một số công nghệ (như biofilter) cần diện tích lớn.
Mức độ phức tạp trong vận hành và bảo trì.
Yếu tố an toàn: Khả năng xử lý hơi hóa chất dễ cháy nổ.
Khả năng thu hồi và tái sử dụng hóa chất.
Việc tạo ra chất thải thứ cấp: Nước thải từ scrubber, bùn, vật liệu hấp phụ bão hòa, tro từ oxy hóa nhiệt cần được xử lý.

Trong nhiều trường hợp, để xử lý hiệu quả các dòng khí thải phức tạp chứa nhiều loại hơi hóa chất với nồng độ khác nhau, người ta thường sử dụng hệ thống xử lý tích hợp, kết hợp nhiều công nghệ theo chuỗi. Ví dụ:

Tiền xử lý bằng ngưng tụ để giảm tải cho các công nghệ tiếp theo (với dòng khí nồng độ cao).
Kết hợp scrubber để loại bỏ khí vô cơ axit/kiềm và một phần VOCs tan tốt, sau đó là hấp phụ hoặc oxy hóa xúc tác/nhiệt để xử lý VOCs còn lại.
Kết hợp hấp phụ để thu hồi hóa chất, sau đó là xử lý sinh học hoặc oxy hóa để xử lý lượng hơi hóa chất còn sót lại hoặc các chất không tái sinh được.
Kết hợp LEV để thu gom, sau đó là lọc bụi (nếu có bụi) và xử lý hơi hóa chất bằng một hoặc nhiều công nghệ phù hợp.

7. Giám sát và Kiểm soát Vận hành

Giám sát là yếu tố then chốt để đảm bảo hệ thống xử lý hơi hóa chất hoạt động hiệu quả và tuân thủ các quy định.

Giám sát khí thải: Đo nồng độ các hơi hóa chất cụ thể và/hoặc TVOC trong khí thải sau hệ thống xử lý theo tần suất quy định trong giấy phép môi trường và QCVN 19:2024/BTNMT. Sử dụng các phương pháp lấy mẫu và phân tích phù hợp (ví dụ: các phương pháp cho TVOC và các chất hữu cơ cụ thể được liệt kê trong Phụ lục 1 QCVN 19:2024/BTNMT).
Giám sát môi trường làm việc: Đo nồng độ các hơi hóa chất độc hại trong không khí khu vực làm việc để đảm bảo sức khỏe người lao động.
Giám sát các thông số vận hành: Theo dõi nhiệt độ, áp suất, lưu lượng khí, pH và nồng độ chất hấp thụ (đối với scrubber), nhiệt độ vận hành (đối với oxy hóa nhiệt/xúc tác), áp suất chênh lệch (đối với hấp phụ, lọc), v.v., để kịp thời điều chỉnh và phát hiện sự cố.
Bảo trì định kỳ: Kiểm tra, làm sạch, sửa chữa thiết bị, thay thế vật liệu lọc/hấp phụ, xử lý chất thải thu gom theo đúng quy trình.

8. Thách thức và Xu hướng trong Xử lý Hơi Hóa chất

Tính đa dạng và phức tạp: Sự phong phú về chủng loại và tính chất của hơi hóa chất làm cho việc lựa chọn và thiết kế hệ thống xử lý trở nên phức tạp.
Nồng độ thấp của các chất độc hại: Nhiều chất rất độc nhưng lại phát sinh ở nồng độ rất thấp, đòi hỏi công nghệ xử lý có hiệu quả loại bỏ cực cao.
Chi phí: Các công nghệ xử lý hiệu quả cao thường có chi phí đầu tư và vận hành lớn.
Xử lý chất thải thứ cấp: Nước thải, bùn, vật liệu bão hòa từ quá trình xử lý cần được quản lý và xử lý an toàn.
Sự thay đổi tải trọng: Lưu lượng và nồng độ hơi hóa chất có thể thay đổi theo thời gian sản xuất, gây khó khăn cho việc duy trì hiệu quả xử lý ổn định.
Quy định ngày càng chặt chẽ: Áp lực giảm thiểu ô nhiễm không khí và bảo vệ sức khỏe ngày càng tăng, dẫn đến việc ban hành các quy chuẩn với giới hạn phát thải ngày càng thấp.

Xu hướng trong lĩnh vực xử lý hơi hóa chất bao gồm:

Phát triển các công nghệ hiệu quả hơn và tiết kiệm năng lượng: Đặc biệt là trong lĩnh vực oxy hóa xúc tác, hấp phụ với vật liệu mới và tái sinh hiệu quả hơn.
Nâng cao hiệu quả của xử lý sinh học: Nghiên cứu các chủng vi sinh vật mới, vật liệu mang tối ưu, và thiết kế lò phản ứng sinh học tiên tiến để xử lý các chất khó phân hủy.
Ứng dụng công nghệ số: Sử dụng các cảm biến thông minh, hệ thống giám sát trực tuyến (CEMS), phân tích dữ liệu lớn và trí tuệ nhân tạo để tối ưu hóa vận hành và dự báo sự cố.
Phát triển các giải pháp tích hợp linh hoạt: Kết hợp các công nghệ khác nhau để xử lý hiệu quả các dòng khí thải phức tạp và biến động.
Tập trung vào thu hồi và tái sử dụng hóa chất: Biến quá trình xử lý thành cơ hội thu hồi tài nguyên thay vì chỉ đơn thuần là tiêu hủy.

Kết luận

Xử lý hơi hóa chất là một thách thức kỹ thuật phức tạp nhưng vô cùng cần thiết trong bối cảnh phát triển công nghiệp hiện nay. Các hơi hóa chất với sự đa dạng về chủng loại và độc tính, đòi hỏi sự hiểu biết sâu sắc về đặc điểm nguồn thải và các công nghệ xử lý phù hợp. QCVN 19:2024/BTNMT là cơ sở pháp lý quan trọng, đặt ra các giới hạn cụ thể cho nhiều chất hóa học dạng hơi trong khí thải, buộc các doanh nghiệp phải đầu tư vào hệ thống kiểm soát ô nhiễm hiệu quả.

Việc áp dụng kết hợp các biện pháp kiểm soát tại nguồn, thu gom hiệu quả và các công nghệ xử lý tiên tiến như hấp thụ, hấp phụ, oxy hóa nhiệt/xúc tác, xử lý sinh học… là chìa khóa để giảm thiểu phát thải hơi hóa chất. Lựa chọn công nghệ phù hợp, thiết kế hệ thống tối ưu, vận hành và bảo trì đúng cách là những yếu tố quyết định hiệu quả xử lý.

Với sự phát triển của khoa học công nghệ và áp lực từ các quy định môi trường ngày càng chặt chẽ, các giải pháp xử lý hơi hóa chất trong tương lai sẽ ngày càng hiệu quả, kinh tế và bền vững hơn, góp phần bảo vệ sức khỏe cộng đồng và môi trường sống.

Quý khách hàng đang tìm đơn vị có nhiều kinh nghiệm trong xử lý khí thải nói chung và xử lý hơi hoá chất nói riêng, vui lòng liên hệ với Môi Trường Green Star để được tư vấn miễn phí.