Tài liệu đánh giá hiện trạng và đề xuất biện pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường không khí của cụm các cơ sở sản xuất thép tại khu công nghiệp hòa khánh tp đà nẵng

i MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................................. i MỤC LỤC ........................................................................................................................ i DANH MỤC BẢNG BIỂU ............................................................................................ iv DANH MỤC HÌNH VẼ .................................................................................................. v DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ............................................................................vii MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1 CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN VẤN ĐỀ Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ CỦA NGÀNH SẢN XUẤT THÉP ................................................................................................................... 4 1.1. Môi trường không khí các cơ sở sản xuất thép trên thế giới .................................... 4 1.2. Môi trường không khí các cơ sở sản xuất thép ở Việt Nam ..................................... 5 1.3. Môi trường không khí các cơ sở sản xuất thép tại KCN ở thành phố Đà Nẵng ..... 10 1.4. Tổng quan về phần mềm mô phỏng khuếch tán ô nhiễm MTKK .......................... 11 CHƯƠNG 2 - ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ CỦA CỤM CÁC CƠ SỞ SẢN XUẤT THÉP TẠI KCN HÒA KHÁNH .................... 13 2.1. Các cơ sở sản suất thép tại KCN Hòa Khánh ......................................................... 13 2.1.1. Khu công nghiệp Hòa Khánh .......................................................................13 2.1.1.1. Lịch sử hình thành ..................................................................................13 2.1.1.2. Vị trí và điều kiện khí tượng ..................................................................14 2.1.2. Các cơ sở sản xuất thép tại KCN Hòa Khánh...............................................15 2.2. Quy trình công nghệ sản xuất của các cơ sở sản xuất thép .................................... 16 2.2.1. Quy trình công nghệ sản xuất của cơ sở sản xuất thép DANA – Nhật ........16 2.2.2. Quy trình công nghệ sản xuất của cơ sở sản xuất thép Thường Thắng Đạt .19 2.2.3. Quy trình công nghệ sản xuất của cơ sở sản xuất thép Tấn Quốc ................21 2.2.4. Quy trình công nghệ sản xuất của cơ sở sản xuất thép Tấn Hiền .................23 2.3. Hiện trạng chất lượng môi trường không khí của cụm các cơ sở sản xuất thép tại KCN Hòa Khánh ........................................................................................................... 24 2.3.1. Các nguồn phát thải và tác nhân gây ô nhiễm môi trường không khí tại các cơ sở sản xuất thép ..................................................................................................24 2.3.1.1. Cơ sở sản xuất thép DANA – Nhật ........................................................27 2.3.1.2.Cơ sở sản xuất thép Thường Thắng Đạt..................................................28 2.3.1.3. Cơ sở sản xuất thép Tấn Quốc ...............................................................28 2.3.1.4. Cơ sở sản xuất thép Tấn Hiền ................................................................28 2.3.2. Hiện trạng ô nhiễm không khí tại KCN Hòa Khánh ....................................29 ii 2.4. Hiện trạng các công trình xử lý khí thải ................................................................. 30 2.4.1. Cơ sở sản xuất thép DANA – Nhật ..............................................................30 2.4.2. Cơ sở sản xuất thép Thường Thắng Đạt .......................................................32 2.4.3. Cơ sở sản xuất thép Tấn Quốc ......................................................................33 2.4.4. Cơ sở sản xuất thép Tấn Hiền .......................................................................34 2.5. Kết quả đo đạc khảo sát hiện trạng môi trường ...................................................... 36 CHƯƠNG 3 - MÔ PHỎNG KHUẾCH TÁN Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ TẠI CỤM CÁC CƠ SỞ SẢN XUẤT THÉP .................................................................................. 38 3.1. Cơ sở lý thuyết mô hình khuếch tán ....................................................................... 38 3.2. Dữ liệu nguồn thải .................................................................................................. 49 3.3. Mô hình tính toán ................................................................................................... 50 3.3.1. Chương trình tính sản phẩm cháy .................................................................50 3.3.2. Chương trình mô phỏng sự phát thải của nguồn điểm .................................53 3.4. Xây dựng các kịch bản khuếch tán ô nhiễm ........................................................... 54 3.5. Kết quả mô phỏng của mô hình khuếch tán ........................................................... 55 3.5.1. Kịch bản 1: Các nhà máy hoạt động theo công suất thực tế và không lắp đặt hệ thống xử lý khí thải ............................................................................................55 3.5.2. Kịch bản 2: Các nhà máy hoạt động theo công suất thực tế và vận hành hệ thống xử lý khí thải hiện có ....................................................................................57 3.5.3. Kịch bản 3: Các nhà máy hoạt động nâng công suất sản xuất trong tương lai và vẫn giữ nguyên hệ thống xử lý...........................................................................60 3.6. Đánh giá các thông số kỹ thuật của ống khói ......................................................... 63 3.6.1. Đánh giá chiều cao ống khói ........................................................................63 3.6.2. Đánh giá đường kính ống khói .....................................................................63 CHƯƠNG 4 - ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP KIỂM SOÁT Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ CỦA CÁC NHÀ MÁY THÉP ............................................................... 65 4.1. Các giải pháp chung ............................................................................................... 65 4.1.1. Thay đổi công nghệ và nhiên liệu .................................................................65 4.1.2. Biện pháp vận hành ......................................................................................65 4.1.3. Biện pháp khác .............................................................................................65 4.2. Đề xuất biện pháp kỹ thuật để giảm thiểu ô nhiễm tại cụm các cơ sở sản xuất thép trong KCN Hòa Khánh .................................................................................................. 66 4.2.1. Đề xuất đối với hệ thống xử lý hoạt động hiện tại .......................................66 4.2.1.1. Đối với nhà máy DANA – Nhật .............................................................66 4.2.1.2. Đối với nhà máy Thường Thắng Đạt .....................................................66 iii 4.2.1.3. Đối với nhà máy Tấn Quốc ....................................................................67 4.2.1.4. Đối với nhà máy Tấn Hiền .....................................................................67 4.2.2. Trường hợp các nhà máy hoạt động nâng công suất ....................................67 4.2.2.1. Đối với nhà máy DANA – Nhật .............................................................67 4.2.2.2. Đối với nhà máy Thường Thắng Đạt .....................................................68 4.2.2.3. Đối với nhà máy Tấn Quốc ....................................................................68 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ TÀI LIỆU THAM KHẢO PHẦN PHỤ LỤC iv DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1. So sánh hiệu quả các phương pháp xử lý khí bụi ........................................... 9 Bảng 2.1. Các cơ sở sản xuất thép trong KCN Hòa Khánh .......................................... 15 Bảng 2.2. Số liệu các nguồn phát thải ô nhiễm của các nhà máy.................................. 24 Bảng 2.3. Các nguồn gây ô nhiễm môi trường không khí ............................................ 27 Bảng 2.4. Mức ồn gây ra từ các thiết bị sản xuất của nhà máy (dBA) .......................... 29 Bảng 2.5. Thông số kỹ thuật của hệ thống xử lý khí than ............................................. 32 Bảng 2.6. Kết quả phân tích các mẫu không khí xung quanh cụm các cơ sở sản xuất thép trong KCN Hòa Khánh lấy ngày 14/08/2018 ........................................................ 36 Bảng 2.7. Kết quả phân tích các mẫu không khí xung quanh cụm các cơ sở sản xuất thép trong KCN Hòa Khánh lấy ngày 11/09/2018 ........................................................ 36 Bảng 3.1. Cấp ổn định của khí quyển ............................................................................ 43 Bảng 3.2. Hệ số a, b, c và d ........................................................................................... 43 Bảng 3.3. Số mũ n ......................................................................................................... 49 Bảng 3.4. Tình hình sử dụng nhiên liệu đốt các nhà máy ............................................. 49 Bảng 3.5. Công thức tính sản phẩm cháy ở điều kiện chuẩn ........................................ 50 Bảng 3.6. Công thức tính lượng khói thải và tải lượng khí ô nhiễm ............................. 51 Bảng 3.7. Tải lượng ô nhiễm trong luyện thép lò điện tại châu Âu .............................. 53 Bảng 3.8. Tải lượng ô nhiễm trong luyện thép lò điện tại nhà máy thép Tấn Hiền ...... 53 Bảng 3.9. Tải lượng ô nhiễm các nguồn thải khi không có hệ thống xử lý .................. 55 Bảng 3.10. Tải lượng ô nhiễm tại ống khói khi các nhà máy thép có vận hành hệ thống xử lý ............................................................................................................................... 58 Bảng 3.11. Tiêu hao nhiên liệu khi các nhà máy tăng công suất .................................. 60 Bảng 3.12. Tải lượng ô nhiễm các nguồn thải khi tăng công suất nhà máy ................. 60 Bảng 3.13. Tải lượng ô nhiễm từ quá trình luyện nguyên liệu của nhà máy thép Tấn Hiền sau khi tăng công suất trong KCN Hòa Khánh .................................................... 61 Bảng 3.14. Tải lượng ô nhiễm các nguồn thải khi các nhà máy thép nâng công suất và giữ nguyên hệ thống xử lý ............................................................................................. 61 v DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1. Quy trình sản xuất thép khép kín ..................................................................... 6 Hình 2.1.Bản đồ tổng thể KCN Hòa Khánh .................................................................. 13 Hình 2.2. Vị trí các nhà máy sản xuất thép tại KCN Hòa Khánh.................................. 16 Hình 2.3. Quy trình sản xuất của nhà máy thép DANA – Nhật .................................... 17 Hình 2.4. Quy trình sản xuất của nhà máy thép Thường Thắng Đạt ............................ 20 Hình 2.5.Quy trình sản suất nhà máy thép Tấn Quốc ................................................... 22 Hình 2.6. Quy trình sản xuất nhà máy thép Tấn Hiền ................................................... 23 Hình 2.7. Sơ đồ công nghệ xử lý khí hóa than .............................................................. 31 Hình 2.8. Hệ thống xử lý khí thải của cơ sở sản xuất thép Thường Thắng Đạt ............ 32 Hình 2.9. Hệ thống xử lý khí thải của cơ sở sản xuất thép Tấn Quốc ........................... 34 Hình 2.10. Hệ thống xử lý khí thải lò luyện thép bằng tháp tiếp xúc của cơ sở sản xuất thép Tấn Hiền ................................................................................................................ 35 Hình 3.1. Luồng khói từ nguồn điểm cao trong hệ trục xyz ......................................... 38 Hình 3.2. Minh họa sự lan truyền theo các chiều ......................................................... 39 Hình 3.3. Luồng khói từ nguồn điểm cao trong hệ trục xyz ......................................... 40 Hình 3.4. Khoảng cách theo chiều đứng của các điểm xem xét A và B đến đường trục của luồng thực và luồng ảo ............................................................................................ 40 Hình 3.5. Hệ số khuếch tán ngang σy, m ....................................................................... 42 Hình 3.6. Hệ số khuếch tán đứng σz, m ......................................................................... 42 Hình 3.7. Chiều cao hiệu quả của ống khói ................................................................... 44 Hình 3.8. Hàm số z = f(X) ............................................................................................. 46 Hình 3.9. Sơ đồ khối mô phỏng ô nhiễm theo Gauss .................................................... 49 Hình 3.10. Vị trí các nguồn thải của các cơ sở sản xuất thép trong KCN Hòa Khánh . 50 Hình 3.11. Giao diện tính sản phẩm cháy ..................................................................... 52 Hình 3.12. Giao diện mô hình Meti - lis........................................................................ 53 Hình 3.13. Cửa sổ thực hiện tính toán ........................................................................... 54 Hình 3.14. Mô phỏng phát tán ô nhiễm bụi khi không có hệ thống xử lý của nhà máy DANA - Nhật................................................................................................................. 56 Hình 3.15. Mô phỏng phát tán ô nhiễm SO2 khi không có hệ thống xử lý của nhà máy DANA - Nhật................................................................................................................. 56 Hình 3.16. Mô phỏng phát tán ô nhiễm bụi khi 3 nhà máy hoạt động cùng lúc và không có hệ thống xử lý ........................................................................................................... 57 Hình 3.17. Mô phỏng phát tán ô nhiễm bụi khi có hệ thống xử lý của nhà máy thép DANA – Nhật ................................................................................................................ 59 Hình 3.18. Mô phỏng phát tán ô nhiễm bụi của 3 nhà máy thép có vận hành hệ thống xử lý ............................................................................................................................... 59 vi Hình 3.19. Mô phỏng phát tán ô nhiễm bụi khi tăng công suất và giữ nguyên hệ thống xử lý của nhà máy thép DANA – Nhật ......................................................................... 62 Hình 3.20. Mô phỏng phát tán ô nhiễm bụi khi tăng công suất và giữ nguyên hệ thống xử lý của 3 nhà máy thép ............................................................................................... 62 vii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu CP CCN DN Ý nghĩa chữ viết tắt Cổ phần Cụm công nghiệp Doanh nghiệp GCOS Global Climate Observing System (hệ thống quan trắc khí hậu toàn cầu) KCN MTKK MTV PTFE QCVN QCCP TNHH SXSH BOF EAF Khu công nghiệp Môi trường không khí Một thành viên Poly Tetra Fluorethylene (Nhựa Teflon) Quy chuẩn Việt Nam Quy chuẩn cho phép Trách nhiệm hữu hạn Sản xuất sạch hơn Basic Oxygen Furnace (lò thổi oxy) Electric Arc furnace (lò điện) viii ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ CỦA CỤM CÁC CƠ SỞ SẢN XUẤT THÉP TẠI KHU CÔNG NGHIỆP HÒA KHÁNH – THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG Học viên: Nguyễn Tiến Nam Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường Mã số: 8520320 Khóa: K32 Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN Tóm tắt - Nghiên cứu sử dụng phần mềm meti-lis để mô phỏng lan tỏa ô nhiễm bụi và các khí ô nhiễm từ các nguồn thải của cụm sản xuất thép tại khu công nghiệp (KCN) Hòa Khánh, thành phố Đà Nẵng. Kết quả nghiên cứu cho thấy, mặc dù các nhà máy đã thực hiện xử lý ô nhiễm khí thải theo cam kết đánh giá tác động môi trường (ĐTM) nhưng vẫn gây ô nhiễm môi trường xung quanh vượt 1,6 lần. Nếu các hệ thống xử lý khí thải ngừng hoạt động sẽ gây ô nhiễm vượt khoảng 15 lần so với QCVN 05:2013. Nguyên nhân được chỉ ra là do lựa chọn chiều cao, đường kính ống khói và hiệu suất của thiết bị xử lý chưa đạt yêu cầu. Nghiên cứu cũng đề xuất một số biện pháp khả thi để khắc phục các bất cập đang xảy ra. Từ khóa – phần mềm meti-lis; ô nhiễm không khí; sản xuất thép; khuếch tán. ASSESSING AIRPOLLUTION&PROPOSING APPROPRIATE SOLUTIONS FOR STEEL PRODUCTION FACRORIESIN HOA KHANH INDUSTRIAL ZONE, DA NANG CITY Abstract – In this article, Meti-lis software was used to simulate the diffusion of air pollutant concentrations from the stacks of steel production factories in the Hoa Khanh Industrial Zone, Da Nang City. The results show that although the factories have implemented pollution treatment in accordance with the commitment of environmental impact assessment, but they still pollute the ambient environment more than 1,6 times. If the air pollution treatment system dosen't operate, the air pollution will reach 15 times that of QCVN 05:2013. This happens because the height and diameter of stack and the efficiency of the treatment equipment aren't suitable. Some suggestions in this research are presented to solve these problems. Keywords - meti-lis software; air pollution; steel production; diffusion. 1 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Ngành sản xuất thép đóng vai trò quan trọng cho nền kinh tế các quốc gia. Thế nhưng hoạt động sản xuất thép gây ô nhiễm môi trường khá trầm trọng. Hiện nay hoạt động sản xuất thép có xu hướng chuyển từ các nước phát triển sang các nước đang phát triển, vốn được gọi là quá trình xuất khẩu ô nhiễm. Mặc dù mang lại tăng trưởng kinh tế nhưng cái giá phải trả cho ngành công nghiệp này lại quá lớn. Ngành công nghiệp thép làm gia tăng áp lực về ô nhiễm môi trường ảnh hưởng đến sức khỏe con người bởi ô nhiễm tiếng ồn, đất, nước và không khí. Đà Nẵng là một thành phố trực thuộc Trung Ương với tiềm năng lớn về phát triển kinh tế và xã hội. Mặt khác thành phố Đà Nẵng là trung tâm và là động lực phát triển kinh tế của khu vực miền Trung và Tây Nguyên có cơ sở hạ tầng tương đối tốt so với các đô thị khác trong khu vực. Để phát huy thế mạnh đó, nhằm phát triển kinh tế, đẩy mạnh quá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa thì việc đầu tư xây dựng các KCN là một bước tất yếu. KCN Hòa Khánh được xây dựng ở vị trí thuận lợi, nơi tập trung phần đông công nhân lao động của thành phố và các tỉnh lân cận, cách trung tâm thành phố và các công trình quan trọng như Sân bay quốc tế, Ga Đà Nẵng khoảng 10km. Từ đây, nếu di chuyển bẳng ô tô vào nội thành chỉ mất khoảng 15 phút nên khá thuận lợi cho việc đi lại và vận chuyển hàng hóa. Đây là KCN có diện tích lớn nhất trong sáu KCN hiện có ở Đà Nẵng và là nơi thu hút nhiều dự án đầu tư nhất, đặc biệt là các dự án của nhà đầu tư Nhật Bản. KCN Hòa Khánh – TP. Đà Nẵng là nơi tập trung nhiều cơ sở sản xuất thép quy mô lớn như Công ty thép Hòa Phát, Công ty thép Việt – Mỹ, Công ty thép VNECO.SSM. Ngoài ra trong KCN Hòa Khánh đang có một cụm các cơ sở sản xuất thép quy mô vừa và nhỏ gồm khoảng 10 doanh nghiệp. Tuy nhiên, hiện nay chỉ có các cơ sở sản xuất như Công ty thép Thường Thắng Đạt, Công ty thép DANA – Nhật, Công ty thép Tấn Quốc, Công ty thép Tấn Hiền hoạt động thường xuyên. Theo kết quả kiểm tra của Ban quản lý các KCN và chế xuất Đà Nẵng năm 2016, dây chuyền sản xuất cũng như các hệ thống xử lý khí thải lò luyện thép, lò nung của các cơ sở đang hoạt động đều đã lạc hậu, không khép kín và gây ô nhiễm nghiêm trọng đến môi trường không khí xung quanh [1]. Bên cạnh đó, theo khảo sát tại khu vực cụm các cơ sở sản xuất thép của bản thân, tác giả nhận thấy các cơ sở này thải một lượng khí thải làm phát sinh nhiều bụi trong khu vực cụm sản xuất và khu vực lân cận. Xuất phát từ thực tiễn trên, để quản lý chất lượng, bảo vệ môi trường, phát huy thế mạnh của các cơ sở sản xuất thép trong KCN Hòa Khánh, đảm bảo sinh kế cho cộng đồng dân cư sinh sống tại đây hướng đến phát triển bền vững về môi trường, kinh 2 tế và xã hội, chú trọng những giải pháp kỹ thuật công nghệ, tác giả chọn đề tài “Đánh giá hiện trạng & đề xuất biện pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường không khí của cụm các cơ sở sản xuất thép tại khu công nghiệp Hòa Khánh – TP. Đà Nẵng” làm luận văn tốt nghiệp cao học của mình. 2. Mục tiêu nghiên cứu - Nghiên cứu hiện trạng MTKK xung quanh cụm các cơ sở sản xuất thép trong KCN Hòa Khánh. - Đánh giá mức độ ô nhiễm và đề xuất biện pháp giảm thiểu – kiểm soát ô nhiễm MTKK xung quanh cụm các cơ sở sản xuất thép. 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài - Ý nghĩa khoa học: Cung cấp các số liệu liên quan cũng như phương pháp mô phỏng ô nhiễm từ các ống khói của cơ sở sản xuất thép, đồng thời làm tài liệu tham khảo cho sinh viên trong quá trình học tập. - Ý nghĩa thực tiễn: Góp phần bảo vệ môi trường nói chung bởi các cơ sở sản xuất thép đến cuộc sống người dân trên địa bàn thành phố Đà Nẵng. 4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 4.1. Đối tượng nghiên cứu Các nguồn phát thải, các tác nhân ô nhiễm không khí, tiếng ồn trong cụm các cơ sở sản xuất thép tại KCN Hòa Khánh. 4.2. Phạm vi nghiên cứu + Phạm vi nghiên cứu tổng quát: KCN Hòa Khánh và các vùng lân cận chịu ảnh hưởng của cụm các cơ sở sản xuất thép này. + Phạm vi nghiên cứu chi tiết: Cụm các cơ sở sản xuất thép tại KCN Hòa Khánh, quận Liên Chiểu, TP. Đà Nẵng. 5. Phương pháp nghiên cứu 5.1. Phương pháp thu thập tài liệu, số liệu có liên quan - Thu thập các tài liệu, thông tin về hoạt động của cụm các cơ sở sản xuất thép tại KCN Hòa Khánh. - Thống kê, thu thập các tài liệu, số liệu liên quan về: lượng nguyên, nhiên liệu sử dụng; lượng chất thải phát sinh trong thời gian hoạt động. 5.2. Phương pháp khảo sát thực địa Xem xét quy trình hoạt động, hiện trạng môi trường, tình hình sử dụng nguyên nhiên liệu, năng lượng; biện pháp bảo vệ môi trường, các vấn đề quản lý tại cụm các cơ sở sản xuất thép trong KCN. 5.3. Phương pháp đo đạc lấy mẫu, phân tích Lấy và phân tích các mẫu không khí xung quanh và mẫu khí thải tại cụm các cơ sở sản xuất thép và vùng lân cận cơ sở sản xuất để có cơ sở đánh giá về chất lượng môi trường khu vực. 3 5.4. Phương pháp mô hình hóa Sử dụng các phần mềm tính toán sản phẩm cháy, nồng độ ô nhiễm trên mặt đất, lan tỏa ô nhiễm. 5.5. Phương pháp tham khảo ý kiến chuyên gia 6. Nội dung nghiên cứu - Đánh giá hiện trạng MTKK xung quanh cụm các cơ sở sản xuất thép trong KCN Hòa Khánh. - Mô phỏng sự khuếch tán của các ống khói để xem xét sự phát tán các chất ô nhiễm đến các khu dân cư và các công trình lân cận. - Đề xuất biện pháp giảm thiểu – kiểm soát ô nhiễm MTKK xung quanh cụm các cơ sở sản xuất thép. 7. Bố cục dự kiến của luận văn Lời cam đoan Lời cảm ơn Mục Lục Danh mục các từ viết tắt Danh mục bảng biểu, hình vẽ Mở đầu 1. Lý do chọn đề tài 2. Mục tiêu nghiên cứu 3. Ý nghĩa của đề tài 4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 5. Phương pháp nghiên cứu 6. Nội dung nghiên cứu Chương 1: Tổng quan vấn đề ô nhiễm không khí của ngành sản xuất thép Chương 2 : Đánh giá hiện trạng ô nhiễm môi trường không khí của cụm các cơ sở sản xuất thép tại KCN Hòa Khánh Chương 3: Mô phỏng khuếch tán ô nhiễm không khí tại cụm các cơ sở sản xuất thép Chương 4 : Đề xuất biện pháp kiểm soát ô nhiễm môi trường không khí Kết luận và kiến nghị Tài liệu tham khảo Phụ lục 4 CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN VẤN ĐỀ Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ CỦA NGÀNH SẢN XUẤT THÉP 1.1. Môi trường không khí các cơ sở sản xuất thép trên thế giới Theo các kết quả nghiên cứu, sản xuất một tấn thép sẽ thải ra khoảng 10.000 m3 khí thải, 100 kg bụi và 80 m3 nước thải. Các loại chất thải này nếu không được xử lý đúng cách thì cái giá phải trả cho sự tăng trưởng sẽ là quá lớn. Sau nhiều năm đẩy mạnh phát triển công nghiệp và kinh tế để vượt Nhật Bản, vấn đề tim, phổi và ung thư tại Trung Quốc ngày càng trở nên phổ biến. Ô nhiễm kim loại gây ra thể chất bất thường. Trẻ em sinh ra với các dị tật bẩm sinh. Trung Quốc đã đốt 3,6 tỷ tấn than trong năm 2013, nhiều hơn so với phần còn lại của thế giới. Sau năm 1980, Bắc Kinh có hơn 3.000 nhà máy. Đối với một quốc gia nông nghiệp muốn phát triển, ống khói là biểu hiện của sự tiến bộ. Thế nhưng, sự bùng nổ kinh tế khiến bộ mặt quốc gia thay đổi. Mọi thành phố đều giống nhau, chìm trong ô nhiễm không khí, đất và nước. Nhu cầu về thép nói riêng và kim loại màu nói chung khiến Trung Quốc đốt nhiều than hơn bao giờ hết [2]. Năm 2013, Bộ Bảo vệ Môi trường Trung Quốc công bố danh sách 247 “làng ung thư” ở 27 tỉnh, khu vực khắp cả nước và thừa nhận tình trạng ô nhiễm môi trường nghiêm trọng đang xảy ra. Vành đai ô nhiễm và các làng ung thư từ khu vực ven biển lấn sâu vào nội địa khiến số người chết vì ung thư vượt quá 1,4 triệu và tỷ lệ sông ngòi bị ô nhiễm lên tới hơn 40%. Tuy nhiên, nhiều chuyên gia cho biết, số làng ung thư vượt quá 400. Nguồn nước bị nhiễm độc nặng do hóa chất xả ra ngoài. Theo Greenpeace East Asia, 320 triệu người không có điều kiện tiếp cận nước sạch tại Trung Quốc và 190 triệu người đang sử dụng nguồn nước bị ô nhiễm nặng với các hóa chất độc hại. Tại một số địa phương, đất đai bỏ hoang do không thể trồng trọt. Khi những nhà máy đầu tiên chuyển đến, côn trùng biến mất khỏi vùng đất phì nhiêu và sau đó đến những loài chim trên trời. Cây cối khô héo và chết khi các nhà máy đến nhiều hơn. Tùy thuộc vào nguyên liệu ban đầu, quặng sắt hoặc nguyên liệu tái chế, quá trình luyện kim trải qua nhiều bước khác nhau. Mỗi bước đều phát sinh ra lượng lớn chất thải với 3 dạng: rắn, lỏng, khí và bụi với mức độ ô nhiễm khác nhau. Trong các nhà máy luyện thép bằng phương pháp truyền thống, nước làm mát thường bị nhiễm kim loại nặng và các chất phụ gia nên không được tái sử dụng và thường được xả ra bên ngoài cùng nguồn nước thải khác. Thành phần của nước thải này rất khó xử lý và chứa nhiều hóa chất độc hại như phenol, xyanua, ammonia, kim loại nặng và một số chất hữu cơ khác. Không được xử lý đúng cách, những loại chất thải này có thể gây ô nhiễm môi trường, hủy hoại hệ sinh thái và ảnh hưởng đến sức khỏe của con người. Năm 2010, tập đoàn luyện thép AK xếp hạng 1 trong danh sách các công ty gây ô 5 nhiễm ở Mỹ sau khi thải khoảng 13.517 tấn hóa chất xuống sông, 11.022 tấn xuống sông Ohio và 2.495 tấn xuống sông Muskingum, theo Trung tâm Nghiên cứu Chính sách Môi trường Mỹ, trong nhiều năm liên tiếp Ohio trở thành con sông ô nhiễm nhất của quốc gia này [2]. 1.2. Môi trường không khí các cơ sở sản xuất thép ở Việt Nam Hiện cả nước có trên 300 doanh nghiệp nhỏ và vừa sản xuất gang thép (chiếm gần 30% tổng sản lượng gang thép sản xuất tại Việt Nam), góp phần tăng trưởng kinh tế, tạo việc làm cho xã hội. Song do đầu tư nhỏ lẻ nên hầu hết các DN gây ô nhiễm môi trường, đặc biệt là môi trường tại các làng nghề và các xí nghiệp nhỏ lẻ. Nguồn chất thải phát sinh trong quá trình sản xuất gang thép gồm nước thải, khí và bụi thải, chất thải rắn. Trong đó, nước thải phát sinh từ 2 nguồn: Nước làm mát thiết bị và sản phẩm; Nước dùng để pha chế các loại hóa chất để tẩy, rửa kim loại, sơn mạ màu. Khi thải ra chúng có một số khoáng chất, dầu, mỡ dư thừa, cặn bụi, ô xít sắt và các kim loại nặng khác là tác nhân gây ô nhiễm. Theo tính toán, để sản xuất 1 tấn thép sẽ thải ra từ 0,5-1 tấn xỉ, 10.000 m3 khí thải, 100 kg bụi và các chất ô nhiễm như: axit, kiềm, các nguyên tố hợp kim. Trong các vùng luyện kim, khí quyển bị nhiễm bẩn chiếm tỷ lệ gần 60%. Ngoài ra, việc sản xuất thép còn sử dụng nhiều năng lượng như than, gas, điện, dầu và các chất phụ trợ như hợp kim, điện cực, khí trơ, vật liệu đầm lò. Đặc biệt, quá trình sản xuất gang thép đã tạo ra một lượng lớn các chất thải gây ô nhiễm môi trường với một lượng bụi lên tới hàng nghìn tấn/năm, thành phần chủ yếu là các oxit kim loại và những loại oxit khác (FeO, MnO, Al2O3, SiO2, CaO, MgO) và các loại khí thải chứa CO, CO2, SO2, NO2, gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người mà trực tiếp là những công nhân làm việc trong nhà máy. Ngoài ra, các vấn đề về ô nhiễm nhiệt, rung động, tiếng ồn cũng là những vấn đề ngành thép phải quan tâm [3]. Đặc biệt, các nghiên cứu về khoa học khí hậu và hệ thống quan trắc khí hậu toàn cầu (GCOS) đã chỉ ra rằng, hoạt động của các ngành công nghiệp và hoạt động của con người đã phát thải ra nhiều loại khí thải nhà kính (CO2, CH4, N2O, PFCs, SF6). Trong đó, sản xuất gang thép đã sử dụng nguồn tài nguyên thiên nhiên (quặng sắt, than, đá vôi, khí thiên nhiên…) và sử dụng nhiệt năng, điện năng từ việc đốt cháy nhiên liệu hóa thạch (than, dầu, khí thiên nhiên) đã tạo nên nguồn phát thải khí nhà kính khá lớn. Sản xuất gang thép qua các công đoạn nung sấy, thiêu kết, nấu chảy nguyên liệu để tạo ra gang, đúc phôi từ gang và cán đều tạo ra 3 dạng chất thải (nước thải; khí và bụi thải; chất thải rắn) với mức độ ô nhiễm khác nhau. Tất cả các công đoạn của sản xuất gang thép đều phát sinh ra lượng khí thải. Đặc biệt, công nghệ luyện gang truyền thống (gồm các công đoạn thiêu kết, luyện cốc, luyện gang bằng lò cao) do tiêu thụ và sử dụng một lượng than khá lớn (than mỡ luyện cốc và than antraxit phun thổi) làm nhiên liệu nên đã phát ra lượng khí thải (CO2) lớn nhất so với các công đoạn luyện thép và cán thép [4]. 6 Ở Việt Nam, phần lớn thép được sản xuất bằng công nghệ lò điện hồ quang – đúc liên tục. Ngành sản xuất thép của Việt Nam bắt đầu bằng 2 lò mactanh 50 tấn/mẻ tại Công ty Gang thép Thái Nguyên và 2 lò BOF 5 tấn/mẻ tại Nhà máy Luyện cán thép Gia Sàng. Sau một số năm vận hành, Công ty đã chuyển sang lò điện hồ quang. Gần đây nhiều nhà máy sản xuất phôi thép đã được xây dựng và đi vào hoạt động như Hoà Phát, Đình Vũ, Lương Tài, Vạn Lợi… Các lò điện sản xuất thép của Việt Nam hiện rất nhỏ, trừ Nhà máy Thép Phú Mỹ được trang bị lò điện hồ quang kiểu DANARC 70 tấn/mẻ mới được đưa vào vận hành. Các lò điện này đã áp dụng một số tiến bộ kỹ thuật như phun ôxy và than vào tạo xỉ bọt, dùng biến thế siêu cao công suất, sử dụng các loại vật liệu chịu lửa siêu bền, ra thép đáy lệch tâm. Hình 1.1. Quy trình sản xuất thép khép kín Hiện nay, Việt Nam chỉ có Hòa Phát là doanh nghiệp duy nhất sử dụng công nghệ lò cao liên động khép kín từ quặng sắt đến thép thành phẩm, hay còn gọi là sản xuất thép từ thượng nguồn. Có thể hiểu đơn giản quy trình sản xuất thép từ thượng nguồn qua 4 bước: Đầu tiên quặng sắt thô các loại sẽ được đưa vào nhà máy chế biến nguyên liệu để loại tạp chất, tăng hàm lượng sắt và viên thành dạng cục tròn; quặng sắt vê viên, than cốc (coke), vôi và phụ gia khác được đưa vào lò cao để nấu lỏng thành nước gang; gang lỏng từ lò cao sẽ được chuyển sang các lò tinh luyện của nhà máy luyện thép để cho ra phôi đảm bảo tiêu chuẩn; và cuối cùng, phôi vừa ra lò được chuyển ngay sang nhà máy cán để cho ra thép xây dựng thành phẩm, hoàn thành chu trình sản xuất khép kín. Xét về công nghệ, ưu điểm của công nghệ lò thổi oxy (BOF) Hòa Phát đang sử dụng là khả năng tiêu thụ điện năng thấp hơn so với công nghệ đang được đa số doanh nghiệp ngành Thép Việt Nam sử dụng lò điện (EAF). Ước tính, điện năng tiêu thụ trên mỗi tấn thép sản xuất từ công nghệ BOF thấp hơn từ 10 – 15% so với công nghệ EAF. Hoặc với đặc thù luyện gang công nghệ lò cao và công nghệ lò thổi oxy sẽ sinh ra một lượng lớn khí CO, toàn bộ khí CO này sẽ được thu hồi một 7 cách triệt để tích trữ trong hai bồn chứa có dung tích 80.000m3 nhằm quay lại sử dụng làm nhiên liệu đốt thay vì sử dụng nhiên liệu LPG hay dầu FO cho các công đoạn sản xuất khác, chẳng hạn nung vôi làm phụ gia tạo xỉ, sản xuất quặng vê viên (pellet). Một cải tiến khác là hầu hết các lò gia nhiệt phôi thường được đốt bằng dầu FO thì Hòa Phát lại sử dụng hệ thống 10 lò khí hóa than để sản xuất khí CO từ than anthracite làm nhiên liệu cung cấp cho các lò gia nhiệt của các nhà máy cán, tiết kiệm đến 50% chi phí nhiên liệu cho công đoạn cán thép [5]. Ngành công nghiệp thép của Việt Nam có công nghệ và trang thiết bị chủ yếu là cũ và lạc hậu, chỉ một số nhà máy đầu tư sau năm 2000 mới tiếp cận được công nghệ và thiết bị tiên tiến. Do vậy, vấn đề bảo vệ môi trường, đặc biệt là xử lý các chất thải của các nhà máy thép trở thành vấn đề quan trọng. Nhiều công ty đã đầu tư các trang thiết bị, áp dụng các giải pháp sản xuất sạch hơn (SXSH) nên trong lĩnh vực bảo vệ môi trường đã có nhiều tiến bộ. Tuy nhiên, các dòng thải vẫn có thành phần vượt quá tiêu chuẩn môi trường cần phải xử lý thu hồi và tái chế để sử dụng, nhằm giảm thải ô nhiễm và nâng cao hiệu quả của quá trình sản xuất thép. Các công nghệ xử lý khí thải được áp dụng trong các nhà máy sản xuất thép của Việt Nam phổ biến là: - Lọc bụi bằng cyclon và multi cyclon: Tách bụi khỏi dòng khí thải bằng sử dụng lực ly tâm: Hiệu quả tách bụi của cyclon thấp hơn nhiều so với lọc bụi tĩnh điện hay lọc bụi túi vải, nên thường không được dùng 1 mình trong các hệ thống xử lý khí thải hiện nay. - Lọc bụi tĩnh điện: Thường được áp dụng để tách bụi trong khí cháy bằng cách cho dòng khí thải đi qua trường điện mạnh, trường điện sẽ nạp điện cho các hạt bụi trong khí cháy. Trong tháp lọc bụi có các tấm thu bụi kích thước lớn, sẽ thu các hạt bụi trong khí thải. Nhiệt độ làm việc tiêu chuẩn của lọc bụi tĩnh điện là từ 1600C – 2600C. Các nhà máy luyện kim thường hay dùng nước để rửa các chất bẩn từ điện cực thu bụi và khí thải thường được làm mát hoặc phun hơi nước làm ẩm để nâng cao hiệu quả thu bụi. - Lọc bụi túi vải: Là biện pháp thu bụi đạt hiệu quả cao. Phin lọc thường là túi có đường kính từ 16 – 20 cm, chiều dài tới 10m được làm từ sợi bông thủy tinh hay PTFE. Quạt đẩy thổi bụi đi qua lớp phin lọc và các hạt bụi được giữ lại trên bề mặt phin lọc và tạo lớp. Để tránh túi vải bị phá hỏng bởi hơi axit nên thường được sử dụng kết hợp với hệ thống sấy dòng khí để loại bỏ axit trước khi vào túi lọc. Công nghệ xử lý khí thải trong 1 số nhà máy thép Việt Nam: + Nhà máy Luyện thép Lưu Xá: Tại lò điện siêu công suất 30 tấn/mẻ và lò tinh luyện đã lắp đặt hệ thống thu và xử lý khí thải khá hiện đại. Hệ thống gồm 40 buồng, mỗi buồng 90 túi vải, diện tích lọc là 8.278 m2, lượng gió xử lý 480.000 m3. Sau khi qua hệ thống lọc bụi, đáp ứng tiêu chuẩn thải được thải ra môi trường qua ống khói cao 23m. 8 + Nhà máy Thép Biên Hòa và Thép Thủ Đức: tại đây luyện thép bằng lò điện hồ quang, lượng khí thải khoảng 50.000 m3/h cho mỗi lò, với hệ số ô nhiễm bụi là 20 30 kg/tấn sản phẩm. Công ty thép miền Nam đã lắp đặt hệ thống xử lý khói thải cho 2 nhà máy này theo nguyên lý thu bụi bằng túi lọc vải có kết hợp khử khí CO. Các hệ thống này đã hoạt động khá hiệu quả, giảm đáng kể lượng chất gây ô nhiễm không khí. + Công ty Tôn Phương Nam, Posvina, Vingal: Các nhà máy mạ kim loại với các chất ô nhiễm không khí điển hình là hơi axit (HCl), khí NH3, bụi. Công nghệ xử lý khí thải cho loại nhà máy này là sử dụng phương pháp hấp thụ với thiết bị hấp thụ 2 cấp (có dung dịch hấp thụ là nước hoặc các dung môi hoá học) đạt hiệu quả cao. Nhìn chung, lượng bụi thu ở các thiết bị lọc khí ở các nhà máy sử dụng lò điện của Việt Nam phụ thuộc lớn vào chất lượng thép phế (độ sạch) và dao động trong khoảng 20-50 kg/tấn. Thép phế thu mua trong nước thường có lẫn nhiều đất đá dính bám nên lượng bụi phát thải lớn so với khi dùng thép phế nhập khẩu. Bụi thu hồi ở các thiết bị lọc khí của các nhà máy thép hiện nay được sử dụng phổ biến là đưa vào thiết bị thiêu kết sau khi trộn lẫn với quặng sắt đã nghiền để làm nguyên liệu lò cao luyện gang. Có một số công ty nước ngoài đã đặt vấn đề đầu tư một dây chuyền xử lý bụi lò điện để làm nguyên liệu luyện thép, nhưng vì quy mô nhà máy đòi hỏi lượng bụi thu hồi đủ lớn, trong khi các nhà máy thép của Việt Nam quy mô nhỏ và ở rải rác nên đề án không trở thành hiện thực. Trong các dự án Liên hợp luyện kim đang xây dựng ở Việt Nam, vấn đề lọc khí để tái sử dụng khí thải đốt lò hơi phát điện là biện pháp tái sử dụng khí thải có hiệu quả nhất và cũng là biện pháp tốt nhằm bảo vệ môi trường trong sản xuất luyện kim. Khu Liên hợp thép Hòa Phát ở Hải Dương đã sử dụng toàn bộ khí phát thải của lò cốc để phát điện, chính vì thế đã giải quyết triệt để ô nhiễm của khí lò cốc, lượng điện do đốt khí lò cốc đạt 40MW. Tiêu hao năng lượng trong sản xuất thép là chỉ tiêu rất quan trọng, không những ảnh hưởng đến môi trường mà còn có tác dụng đến hiệu quả kinh tế của nhà máy (giá thành sản phẩm). Để giảm bớt tiêu hao điện năng cho 1 tấn phôi thép, hầu hết các công ty đều áp dụng các biện pháp tổng hợp như thổi ô xy, phun than bột vào lò. Nhờ các biện pháp này đã giảm mức tiêu hao điện năng trung bình từ 550-600 kWh/tấn phôi xuống còn mức 400-450 kWh/tấn (như ở nhà máy Pomina, Sông Đà). Một số nhà máy đã áp dụng đưa phôi nóng từ máy đúc sang xưởng cán thép (lò nung cán chỉ đốt bổ sung) nên lượng dầu tiêu hao để đốt lò nung tính cho 1 tấn thép cán đã giảm từ 60 kg dầu FO xuống còn 30-35 kg dầu FO/tấn. Lượng khí thải CO2 từ lò nung xuống cán đã giảm rõ rệt (có thể giảm 40-50%). Những lò điện đầu tư sau năm 2005 (như Phú Mỹ, Pomina, Sông Đà) đều dùng công nghệ và thiết bị của Ý, nhiệt khí thải đã được sử dụng để nung nóng thép phế hoặc nạp thép phế liên tục sau khi đã được nung nóng (công nghệ Techin) đã giảm tiêu hao điện năng rõ rệt (còn khoảng 400 kWh/tấn phôi)[6]. 9 Bảng 1.1. So sánh hiệu quả các phương pháp xử lý khí bụi Phương pháp Ưu điểm - Cấu tạo đơn giản. - Độ bền cao, dễvận hành. - Giá thành thấp. - Chi phí năng lượng không lớn Buồng và có thể lọc được bụi có tính lắng bụi mài mòn. - Ngoài ra hoạt động của buồng lắng không chịu ảnh hưởng của nhiệt độ và bảo đảm lắng được bụi thô. - Cấu tạo đơn giản. - Hiệu suất cao 60-80% Cyclon (cyclone khô); 80-95% (cyclone ướt). - Hiệu suất cao 90 – 95%. Lọc bụi ống tay áo - Hiệu suất cao 95 – 99%. Lọc tĩnh điện Nhược điểm - Chỉ lọc được bụi có kích thước tương đối lớn. - Để lắng được các hạt nhỏ kích thước của buồng lắng phải rất lớn → Chiếm nhiều diện tích không gian lắp đặt thiết bị. - Hiệu quả lọc đối với các hạt nhỏ hơn 5µm thậm chí trong các buồng lắng kích thước lớn hầu như bằng 0. - Hiệu suất xử lý thấp (40 – 60%). - Chỉ lọc được bụi có kích thước tương đối lớn. - Với xử lý lưu lượng lớn, chiếm nhiều diện tích không gian lắp đặt thiết bị. - Trở lực cao. - Chỉ dùng được với bụi khô, nhiệt độ tương đối thấp. Dễ cháy. - Giá thành thiết bị cao. - Tốn năng lượng và không áp dụng được với các loại khí có khả năng cháy, nổ. - Giá thành thiết bị cao. 10 Lọc ướt - Dễ chế tạo, giá thành thấp, nhưng hiệu quả lọc bụi cao. - Có thể lọc được bụi có kích thước dưới 0,1 m. - Có thể làm việc với khí có nhiệt độ và độ ẩm cao. - Thiết bị lọc bằng phương pháp ướt có lợi thế hơn các thiết bị lọc khác là nó có thể được sử dụng trong trường hợp khí nóng và bụi, chất lỏng kết dính, không an toàn về cháy nổ. - Thiết bị lọc ướt, ngoài lọc bụi và lọc khí, tức dùng chúng như thiết bị hấp thụ, còn có thể làm nguội và làm ẩm khí, tức như thiết bị trao đổi nhiệt hòa trộn. - Năng lượng lớn. - Khí ướt gây những vấn đề như xâm thực cần phải chống ăn mòn, sản phẩm thải ở dạng cắn bùn yêu cầu phải xử lý nước thải. - Lượng nước khổng lồ khoảng 0,050,1m3 nước cho 100m3 khí là lượng nước yêu cầu, lượng nước này quay vòng cùng bụi cho ra lượng cắn bùn quánh rất đáng quan tâm, làm phức tạp cho hệ thống thoát nước và xử lý nước thải. 1.3. Môi trường không khí các cơ sở sản xuất thép tại KCN ở thành phố Đà Nẵng Cùng với sự gia tăng dân số, quá trình đô thị hóa nhanh và ngày càng có nhiều nhà máy, xí nghiệp mọc lên trên diện tích đất khiêm tốn, Đà Nẵng đang phải đứng trước những thách thức về ô nhiễm môi trường đất, nước, không khí. Trong đó, ô nhiễm không khí đang được xem là hệ trọng vì tầm kiểm soát khó, giải pháp xử lý, khắc phục cũng rất phức tạp. Qua kết quả quan trắc các thông số về không khí và tiếng ồn hàng năm cho thấy, chất lượng môi trường không khí nói chung ở giai đoạn 2008 2014 ở Đà Nẵng có cải thiện hơn so với các năm trước, mặc dù có một số chỉ tiêu còn cao so với quy chuẩn cho phép (bụi và tiếng ồn). Một số vị trí có giá trị bụi lơ lửng tổng số trung bình vượt QCCP chủ yếu tại vị trí Tây các KCN Liên Chiểu, Tây KCN Hòa Khánh và Ngã 5 Trần Bình Trọng. Nguyên nhân chủ yếu là do xây dựng hoạt động cơ sở hạ tầng, mở rộng và thu hút đầu tư ngày càng nhiều tại các KCN cũng như quá trình đô thị hóa diễn ra nhanh chóng kéo theo sự gia tăng dân số thành thị, mật độ tham gia giao thông lớn, phát triển của các hoạt động thương mại, dịch vụ tại trung tâm thành phố đã ảnh hưởng đến chất lượng không khí tại khu vực này [7]. Trong những năm qua, do ảnh hưởng của nền kinh tế suy thoái, một số doanh nghiệp luyện, cán thép tại KCN Hòa Khánh đã ngừng hoạt động hoặc thay đổi mục tiêu sản xuất. Hiện tại chỉ còn các doanh nghiệp trong cụm các cơ sở sản xuất thép quy mô vừa và nhỏ như Công ty thép Thường Thắng Đạt, Công ty thép DANA – Nhật, Công ty thép Tấn Quốc, Công ty thép Tấn Hiền hoạt động thường xuyên. Theo báo 11 cáo kết quả kiểm tra việc chấp hành các quy định về bảo vệ môi trường đối với các cơ sở luyện, cán thép tại KCN Hòa Khánh thì hầu hết dây chuyền sản xuất cũng như các hệ thống xử lý khí thải lò luyện thép, lò nung của các cơ sở đang hoạt động luyện, cán thép tại KCN Hòa Khánh đều đã lạc hậu, không khép kín và gây ô nhiễm nghiêm trọng đến môi trường không khí xung quanh. Hầu hết các cơ sở chỉ lắp đặt hệ thống xử lý khí thải lò nung phôi và lò luyện cán thép bằng công nghệ tháp tiếp xúc khí – nước hoặc cyclone ướt thông qua chụp hút gián tiếp theo phương tiếp tuyến và lắp đặt ống khói cao 15m. Hiện tại các công nghệ xử lý trên đã lạc hậu, hiệu suất xử lý thấp, do đó phần lớn khí thải không thông qua hệ thống xử lý xả trực tiếp ra môi trường gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến khu vực dân cư lân cận[1]. 1.4. Tổng quan về phần mềm mô phỏng khuếch tán ô nhiễm MTKK Kiểm soát ô nhiễm môi trường không khí tại các cơ sở sản xuất thép không thể chỉ dựa trên những kết quả đo đạc thực nghiệm vì vấn đề thời tiết, khí tượng, địa hình cũng như diễn biến phức tạp của nguồn thải gây ra. Việc đo ô nhiễm không khí phức tạp hơn nhiều do sự biến động quá lớn so với việc đo đạc ô nhiễm trong nguồn nước và đất. Chính vì những lý do đó mà các nhà khoa học đã nghiên cứu các mô hình hóa để mô phỏng ô nhiễm trong điều kiện lý tưởng, sau đó tiếp tục các mô phỏng trong điều kiện phức tạp để có thể áp dụng mô hình trong thực tế cho các cơ sở sản xuất thép. Hiện nay trên thế giới phần lớn đã sử dụng các mô hình mô phỏng khuếch tán ô nhiễm để quản lý vấn đề ô nhiễm không khí do các cơ sở sản xuất thép gây ra. Theo tài liệu của Tổ chức khí tượng thế giới (WMO), chương trình môi trường của Liên hiệp quốc (UNEP) và Tổ chức y tế thế giới (WHO) thì hiện nay trên thế giới phổ biến sử dụng 2 dạng mô hình toán quá trình khuếch tán các chất ô nhiễm trong môi trường không khí sau đây: - Mô hình Gauss: sử dụng ở các nước phương Tây. Tính toán theo mô hình Gauss nhanh chóng và đơn giản hơn, nhưng xét về mức độ chính xác của tính toán thì mô hình Gauss phù hợp với các nguồn điểm thấp (chiều cao ống khói h  30m). - Mô hình Berliand: sử dụng ở Liên xô trước đây. Tính toán theo mô hình Berliand mất nhiều thời gian hơn, việc xác định các tham số tính toán phức tạp hơn, nhưng độ chính xác của mô hình Berliand gần sát với thực tế, đặc biệt là các nguồn điểm cao (h > 35m). Đối với Việt Nam việc áp dụng mô hình hóa vào vấn đề quản lý mô trường không khí tại các cơ sở sản xuất thép cũng là điều kiện tất yếu để phù hợp với sự phát triển của công nghệ thông tin. Hiện nay, đã có nhiều mô hình toán học tính toán sự lan truyền chất ô nhiễm trong không khí đã được nghiên cứu và ứng dụng như: a. Phần mềm CAP 1.0, CAP 2.5, ENVIMAP 2.0, ECOMAP: được nhóm nghiên cứu do PGS.TSKH. Bùi Tá Long xây dựng và phát triển. + Phần mềm CAP (Computation for Air Pollution)1.0 tính toán ô nhiễm không 12 khí theo mô hình Gauss, phần mềm CAP 2.5 tính toán ô nhiễm không khí theo mô hình Berliand. + Phần mềm ENVIMAP (ENVironmental Information Managerment and Air Pollution Estimation) là mềm ứng dụng Hệ thống thông tin địa lý (GIS) và cơ sở dữ liệu trợ giúp quản lý môi trường không khí và tích hợp mô hình ô nhiễm không khí do các ống khói (mô hình Berliand). + Phần mềm ECOMAP (Mapping and computing for Air Pollution software for central Economic key region - Vẽ và tính toán ô nhiễm không khí cho các tỉnh thuộc vùng kinh tế trọng điểm Miền Trung) là phần mềm - hệ thông tin - mô hình môi trường trợ giúp công tác quản lý và tính toán ô nhiễm không khí cho nguồn vùng (Hanna - Gifford). b. Phần mềm Air Pollution Assessment and Modelling: do tác giả Phùng Chí Sĩ và cộng sự xây dựng trên mô hình cơ sở Gauss, Hanna, Johnson để tính toán lan truyền các chất ô nhiễm từ một nguồn điểm, một nguồn giao thông và một vùng ô nhiễm. Mô hình này đã được tác giả Đinh Xuân Thắng dùng để tính toán lan truyền từ nhà máy lọc dầu Cát Lái và tác giả Lê Văn Đức dùng để tính toán lan truyền ô nhiễm không khí KCN Biên Hòa 1. c. Phần mềm AirQuis 2003 của Nauy: sử dụng ở chi cục môi trường thành phố Hồ Chí Minh để quản lý môi trường toàn thành phố. d. Phần mềm MTĐT AT – 80586: các tác giả Lê Văn Nãi, Trần Ngọc Chấn, Bùi Sỹ Lý đã xây dựng phần mềm này trên cơ sở mô hình Gauss để tính toán ô nhiễm không khí thành phố Hà Nội, phát tán ô nhiễm không khí từ KCN Vĩnh Tuy – Mai Đông (Hà Nội). e. Phần mềm DH-Air: Nguyễn Đình Huấn –Đại học Bách khoa Đà Nẵng xây dựng phần mềm này trên cơ sở mô hình Gauss để tính toán ô nhiễm không khí, phát tán ô nhiễm không khí từ các KCN trên địa bàn thành phố Đà Nẵng. f. Phần mềm Meti-lis: Các mô hình Meti-lis phiên bản tiếng anh là dựa trên phiên bản tiếng Nhật 2.02 được phát triển bởi Bộ kinh tế, thương mại và công nghiệp (Meti), trung tâm nghiên cứu rủi ro hóa chất (CRM), AIST cùng với sự hợp tác của nhiều tổ chức khác. Mô hình Meti-lis được xây dựng trên phương trình Gauss, tính toán trong điều kiện ổn định. Phương trình được sử dụng để mô hình hóa sự phát thải của nguồn điểm. Bên cạnh đó còn một số luận án tiến sỹ, luận văn cao học đã có những nghiên cứu áp dụng thực tế cho các nhà máy, các KCN nhằm hoàn thiện các thông số cho mô hình và mô phỏng sự ô nhiễm của các đối tượng nghiên cứu này. Kết quả đều được đánh giá khá cao và được các nhà khoa học chấp thuận kết quả để áp dụng mô hình vào mô phỏng vấn đề ô nhiễm tại các KCN Việt Nam.