Tài liệu Tính toán thiết kế hệ thống thu gom nhà máy chế biến gỗ mê kông đồng nai

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1 Lời nói đầu Cùng với sự phát triển kinh tế là sự ô nhiễm môi trường ngày càng gia tăng. Môi trường bị ô nhiễm sẽ có những ảnh hưởng không nhỏ đến đời sống của con người cũng như động thực vật, phá vỡ các mối cân bằng sinh thái, cảnh quan đô thị. Để tạo sự cân bằng sinh thái, môi trường sống trong sạch trước tiên phải kể đến môi trường tự nhiên mà trong đó môi trường không khí đóng vai trò quan trọng nhất. Hiện nay ô nhiễm không khí đang là một vấn đề đáng quan tâm khi số lượng các khu công nghiệp, khu chế xuất ngày càng tăng. Vì vậy việc xử lý bụi và khí thải trong quá trình sản xuất là bước quan trọng trong việc bảo vệ môi trường không khí. 1.2 Mục tiêu luận văn Tính toán, thiết kế hệ thống thu gom nhà máy chế biến gỗ Mê Kông -Đồng Nai. Từ đó có biện pháp xử lý bụi một cách hợp lý. 1.3 Nội dung luận văn - Xác định nguồn ô nhiễm trong nhà máy chế biến gỗ Mê Kông – Đồng Nai - Tính toán thiết kế hệ thống xử lý bụi cho nhà máy - Tính toán kinh tế cho hệ thống xử lý. 1.4 Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu lý thuyết: đọc sách, tham khảo tài liệu,… - Kết hợp quan sát thực tế và lý thuyết: tham quan nhà máy và so sánh với lý thuyết, tham khảo ý kiến của các thầy, … 1.5 Sơ lược tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 1.5.1 Tình hình ngoài nước Ở các nước phát triển trên thế giới với nền công nghiệp hiện đại, khoa học kỹ thuật phát triển mạnh, vốn đầu tư lớn, sản xuất có quy mô, có điều kiện nghiên cứu về từng chất ô nhiễm, từng ngành công nghiệp khác nhau, họ đưa ra các và áp dụng nhiệu loại công nghệ và thiết bị xử lý có hiệu quả cao, đảm bảo các tiêu chuẩn về vệ sinh môi trường. Ngoài ra chính phủ còn khuyến khích áp dụng các công nghệ sản xuất sạch vào quá trình sản xuất, tức là giảm thiểu đến mức thấp nhất các chất thải trong các khâu sản xuất, vừa ít tốn nguyên nhiên liệu, năng lượng mà năng suất vẫn cao, sản phẩm vẫn đạt chất lượng, ít gây ô nhiễm môi trường. 1.5.2 Tình hình trong nước Nước ta là nước đang phát triển công nghệ sản xuất lạc hậu nên mức độ ô nhiễm môi trường còn cao, mặt khác vốn đầu tư thấp nên chưa thể mua trang thiết bị đắt tiền được. Chỉ một số nhà máy lớn mới xây dựng và trang thiết bị xử lý hiện đại và đắt tiền. 1 Riêng đối với ngành chế biến gỗ, hiện nay chỉ có một số nhà máy có đầu tư cho phần xử lý, còn phần lớn vẫn chưa được trang bị đầu tư đúng mức. Các nhà máy có đầu tư thì cũng chỉ đầu tư vào các thiết bị tương đối đơn giản như: buồng lắng trọng lực, cyclone, túi vải… tuy nhiên cũng góp phần xử lý được phần nào lượng bụi sinh ra từ các nhà máy. 1.6 Ý nghĩa khoa học – thực tiễn. Thấy được rằng nếu đầu tư đúng mức và đúng kỹ thuật thì các nhà máy, xí nghiệp, các khu công nghiệp có thể đóng góp vào sự tăng trưởng kinh tế xã hội, làm cho đất nước phát triển một cách bền vững. Bên cạnh đó, còn làm giảm bớt ô nhiễm, làm cho môi trường ngày càng xanh sạch đẹp, tạo không khí trong lành không chỉ cho công nhân đang làm việc trong phân xưởng mà cho cả dân cư xung quanh. Giúp cho cuộc cuộc sống của mọi người khỏe mạnh và an toàn hơn. 2 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY 2.1 Mặt bằng của nhà máy 2.1.1 Tổng quan 2.1.1.1 Vị trí của nhà máy Nhà máy chế biến gỗ Mêkông Đồng Nai gồm có hai phân xưởng. Vị trí của xưởng cũ và xưởng mới cách xa nhau. - Địa điểm xưởng cũ ở xa lộ Hà Nội, Phường Long Bình Tân, Biên Hòa, Đồng Nai, phía Bắc và phía Tây giáp đường Quốc lộ, phía Đông là khu nhà dân. Xưởng cũ chủ yếu gia công nguyên liệu thô như: cắt, cưa, bào, ngâm, tẩm… - Địa điểm xưởng mới ở xã An Hòa, huyện Long Thành, Đồng Nai. Phía Bắc giáp đường đi và nhà dân, phía Nam giáp ruộng lúa, phía Tây giáp nhà dân và phía Đông giáp con suối nhỏ. Xưởng mới hoạt động hổ trợ cho xưởng cũ, thực hiện phân đoạn sơn, lắp ghép tạo thành sản phẩm. Hướng kinh doanh: sản xuất và kinh doanh sản phẩm đồ mộc gia dụng : tủ, bàn, ghế, kệ, giường… Nơi tiêu thụ: sản phẩm phục vụ cho nhu cầu nội địa (40%) và xuất khẩu (60%). Vốn đăng ký: Tổng vốn đầu tư: 6.000.000.000 VNĐ Vốn cố định: 4.000.000.000 VNĐ Vốn lưu động: 2.000.000.000 VNĐ Số lượng công nhân trong xưởng: Xưởng cũ: 130 người. Xưởng mới + Năm thứ nhất: 130 người. + Năm thứ hai: 160 người. + Năm thứ ba: 200 người. 2.1.1.2 Mục tiêu hoạt động của công ty Việc đầu tư thành lập xưởng chế biến gỗ gia dụng của Công ty TNHH Thương Mại Hàng Hoá MêKông nhằm vào các mục đích như: - Đầu tư và tiếp thu các thiết bị công nghệ hiện đại sản xuất đồ mộc gia dụng tại Việt Nam. Sản phẩm của xưởng sẽ góp phần giải quyết nhu cầu tiêu dùng hàng trang trí nội thất ngày càng lớn ở trong nước và đặc biệt là xuất khẩu ra nước ngoài. 3 - Hoạt động của xưởng nhằm vào việc tận dụng triệt để gỗ cao su là nguồn nguyên liệu khá dồi dào trong nước. Hoạt động của xưởng nằm trong danh mục được nhà nước khuyến khích và ưu tiên kêu gọi đầu tư. - Hoạt động của xưởng thu hút nhiều lao động phổ thông, đội ngũ cán bộ công nhân kỹ thuật và hàng loạt lao động gián tiếp từ việc thu gom phế liệu gỗ. Đào tạo và huấn luyện đội ngũ cán bộ kỹ thuật, công nhân đạt đến trình độ kỹ thuật chuyên môn cao, làm việc trong điều kiện máy móc thiết bị đạt mức độ cơ khí hoá và tự động hoá cao. - Góp phần làm tăng nguồn thu cho ngân sách nhà nước thông qua các khoản thuế doanh thu, thuế lợi tức và các chi phí bảo hiểm xã hội khác. 2.2 Quy trình công nghệ sản xuất của phân xưởng tinh chế 2.2.1 Sơ đồ qui trình công nghệ Sơ đồ công nghệ phân xưởng tinh chế gỗ thuộc công ty TNHH Thương Mại và Sản Xuất Hàng Hoá Mê Kông, Đồng Nai được cho trên hình 2.1 như sau: Nguyên liệu gỗ Cưa, tẩm, sấy Định hình: Cưa, bào Tạo dáng:Cưa, bào, tuapi Mộng: Tuapi, cưa Chà nhám Sơn phủ bề mặt Lắp ghép - Thành phẩm Hình 2.1: Sơ đồ dây chuyền công nghệ chế biến đồ mộc gia dụng. 4 2.2.2. Mô tả công nghệ Các công đoạn chính trong công nghệ chế biến gỗ, có thể chia thành những phần chính như sau: - Công đoạn cưa, tẩm và sấy. - Công đoạn định hình. - Công đoạn tạo dáng. - Công đoạn làm mộng - Công đoạn chà nhám chi tiết hoặc sản phẩm. - Công đoạn sơn phủ bề mặt các chi tiết. Các công đoạn được mô tả lần lượt như sau:  Cưa tẩm và sấy Nguyên liệu là các loại gỗ vụn, gỗ khúc hoặc gỗ dạng thân cây (cao su, tràm, bạch đàn…). Được cưa ra với những kích thước thích hợp sau đó đem ngâm hay tẩm hóa chất. Đối với các loại gỗ khúc, gỗ vụn, trước khi đem đến công đoạn cắt, định dạng sản phẩm phải được dán keo, sau khi ghép các khúc gỗ lại, chúng sẽ được sấy bằng hơi nhiệt từ việc đốt củi để tạo những miếng lớn hơn, thích hợp cho việc cắt xén sản phẩm. Công đoạn này phát sinh bụi do các máy cưa.  Định hình Tùy loại chi tiết cần thực hiện mà ở giai đoạn này gỗ sẽ được cắt hay tuapi để có những kích thước thích hợp: - Đối với các sản phẩm có dạng phẳng, các tấm gỗ ép sẽ được cắt xén theo từng chi tiết tương ứng như các loại khung ghế, tay cầm của ghế. - Đối với các chi tiết phức tạp như chân ghế, chân tủ, chân giường có các loại hoa văn khác nhau, gỗ sẽ được phay chi tiết bằng máy tuapi. Công đoạn này phát sinh bụi do các máy cưa, máy tuapi.  Tạo dáng Gỗ sau khi được cắt đúng kích thước theo yêu cầu ở khâu định hình, sẽ được tạo dáng chi tiết tương ứng với từng sản phẩm. Công đoạn này bao gồm: cưa lọng, phay, bào để tạo dáng chính xác cho các chi tiết sản phẩm. Công đoạn này phát sinh bụi do các máy cưa, máy tuapi, bào.  Mộng Gỗ sau khi được tạo dáng chính xác ở khâu tạo dáng, sau đó được đưa vào khâu mộng để làm các mộng lắp ghép. Các mộng bao gồm: mộng âm, mộng dương, mộng đơn, mộng đôi. 5 Công đoạn này chủ yếu sử dụng các máy tuapi, cưa mâm 2 lưỡi. Công đoạn này phát sinh bụi do các máy cưa, máy tuapi.  Chà nhám (đánh bóng) chi tiết hoặc sản phẩm Ở công đoạn này, chi tiết (sản phẩm) trước hết sẽ được chà nhám thô các góc cạnh, bề mặt. Sau đó chúng được chà tinh bằng các loại giấy nhám mịn bằng máy hoặc bằng tay. Công đoạn này phát sinh bụi do các máy chà nhám  Sơn phủ bề mặt Sau khi chà nhám tinh, sản phẩm được sơn phủ bề mặt bằng cách nhúng vào vecni hoặc sơn bằng máy. Mục đích của sơn phủ bề mặt là để chống mối mọt và làm cho sản phẩm thêm bóng đẹp. Công đoạn này phát sinh bụi sơn.  Lắp ghép - thành phẩm Ở công đoạn này, các chi tiết đã được gia công hoàn chỉnh, các chi tiết này sẽ được bộ phận lắp ghép, lắp ghép thành sản phẩm. Các sản phẩm sau khi lắp ghép sẽ được kiểm tra chất lượng trước khi đóng gói – xuất xưởng. 2.3. Các nguyên vật liệu, phụ liệu phục vụ công nghệ sản suất 2.3.1. Gỗ Gỗ cao su là một trong những nguồn nguyên liệu tốt dùng chế biến các mặt hàng gỗ gia dụng ở Đông Nam Á. Ở Việt Nam, đặc biệt là các tỉnh như Đồng Nai, Tây Ninh, Sông Bé là nguồn cung cấp gỗ cao su thừa khá phong phú. Tỉ trọng đặc biệt của gỗ cao su rất nhỏ so với nhiều loại gỗ cứng khác và sự biến đổi của tỉ trọng trong gỗ cao su thấp. Một thuận lợi khác của gỗ cao su trong sản suất là màu sắc nhạt và sử dụng tốt. Nguồn gốc phát sinh các loại gỗ thừa có thể được dẫn ra như sau: Từ các khâu sản suất ván gỗ:  Gỗ khúc cắt vụn.  Gỗ bìa.  Gỗ lốc.  Gỗ rẻo (khi rọc cạnh chi tiết sản phẩm). Từ các công đoạn cưa, cắt bào, tiện gỗ:  Gỗ bìa mỏng.  Gỗ bã đầu múc. 6  Mạt cưa. 2.3.2 Keo và các chất phụ gia đóng rắn Nhựa Urea Formaldehyde (UF): là chất kết dính quan trọng nhất cho việc chế biến gỗ. Ngày nay, khoảng 90% loại keo sử dụng trong ngành chế biến gỗ trên toàn thế giới vẫn được tiến hành trên cơ sở nhựa Urea formaldehyde. Thuận lợi cơ bản của nhựa UF là giá thấp và khả năng xử lý nhanh so với các loại nhựa nhân tạo khác. Điểm bất lợi của nhựa UF là khả năng chống ẩm và chịu nhiệt kém. Nhựa Urea – melamine formaldehyde: khả năng chống ẩm kém của nhựa UF có thể được cải thiện bằng cách thay thế Urea từng phần hoặc tất cả bởi Melamine. Khả năng chống ẩm của nhựa Melamine formaldehyde (MF) tinh khiết rất tốt nhưng do giá thành cao nên việc sử dụng chúng không được phổ biến. Hỗn hợp của nhựa UF và MF được gọi là nhựa Urea Melamine formaldehyde (UMF). Hàm lượng của MF trong UMF thường khoảng 45%. Tốc độ xử lý của nhựa UMF nói chung nhanh hơn tốc độ xử lý của nhựa UF và vì thế thời gian ép yêu cầu sẽ lâu hơn khoảng 10%. Lượng keo yêu cầu cũng cao hơn 30%. 2.3.2.1. Sáp Sáp lỏng thường được dùng để làm giảm độ hút nước và những chỗ lồi lõm hoặc khuyết tật của chi tiết sản phẩm. Sáp lỏng thường được đưa vào trong hỗn hợp keo. 2.3.2.2. Các phụ gia khác Các phụ gia khác có thể cho thêm vào trong quá trình chế biến gỗ là các chất bảo quản nhằm chống lại sự mục nát và sự tấn công của mối cũng như làm chậm sự bắt lửa. Nhu cầu nguyên liệu thô và các phụ gia, hoá chất sử dụng trong quá trình sản suất hàng năm trong bảng sau: Bảng 2.1: Nhu cầu sử dụng nguyên vật liệu hàng năm STT Nguyên vật liệu Đơn vị tính Số lượng 1 Nguyên liệu gỗ cao su m3 5000 2 Keo dán gỗ tấn 1 3 Sơn NC, PU tấn 28 4 Dung môi (Butyl Acetate) Kg 237,5 5 Borate tấn 3,8 6 Borite tấn 5,7 2.3.3 Máy móc thiết bị Các máy móc thiết bị chính phục vụ cho sản xuất trong xưởng chủ yếu mua tại Việt Nam và nhập từ Đài Loan được trình bày trong bảng 2.2 như sau: 7 STT Bảng 2.2: Các máy móc và thiết bị của phân xưởng chế biến gỗ. 1 2 Kích thước Dàixrộngxcao Công suất (m) (Kw) C - Cưa đĩa : dùng cắt những tấm gỗ nguyên liệu thành các tấm có kích thước quy định. 2,5 x 2,1 x 0,7 5 2 B - Bào 4 mặt : bào láng 4 mặt gỗ nguyên liệu trước khi cưa và sau khi ép. 2,5 x 2,0 x 0,6 22 2 1,7 x 1,0 x 1,2 11,5 3 Ký hiệu Tên máy móc và mục đích sử dụng Số lượng (cái) 3 P - Máy phay mộng :sau khi cắt các tấm gỗ được đưa qua làm mộng nhằm ghép các thanh lại với nhau. 4 D - Máy ghép dọc. 1,4 x 1,3 x 0,7 3,5 2 5 N - Máy ghép ngang. 3,5 x 3,5 x 2,0 3,5 2 C2 - Máy cưa đĩa 2 lưỡi tề đầu : cắt chính xác ván theo kích thước quy định. 2,4 x 2,0 x 0,7 7 1 CN - Máy chà nhám : chà láng mặt ván và đây là khâu chế biến cuối cùng. 3,5 x 2,5 x 1,2 12 1 6 7 2.4. Khả năng gây ô nhiễm từ nhà máy 2.4.1. Hiện trạng môi trường không khí tại khu vực nhà máy Theo khảo sát và đánh giá của Trung tâm công nghệ môi trường CEFINEA về hiện trạng phông môi trường tại khu vực xây dựng xưởng sản xuất đồ gỗ gia dụng của công ty ngày 1/11/2004 và lân cận. Với phương pháp lấy mẫu và phân tích các chỉ tiêu không khí dựa theo “Air Sampling and analysis". Các số liệu phân tích được thể hiện ở bảng 2.3 như sau: Bảng 2.3 : Các thông số vi khí hậu và độ ồn tại xưởng sản xuất gỗ 8 Nhiệt độ (oC) 33,9 Độ ẩm (%) 67,6 Tiếng ồn (dBA) 86-89 Văn phòng 30,0 73,0 70-73 0,88 Khu vực bên ngoài 32,2 65,0 52-54 0,38 Máy cưa - - 86-90 - Máy cưa mâm - - 92-96 - Tiêu chuẩn cho phép - - - 100 Vị trí đo đạc Trong xưởng Bụi (mg/m3) 200 Thời gian lấy mẫu trung bình 1 giờ. Bảng trên cho thấy tiếng ồn trong khu vực sản xuất cao hơn mức ồn cho phép của các nhà máy công nghiệp (90 dBA). Nồng độ bụi đo trong khu vực bên ngoài xưởng, khu sản xuất và khu văn phòng cao hơn mức độ cho phép của tiêu chuẩn TCVN 5939:1995. Nồng độ các chất độc hại dạng khí như: NO 2, SO2, CO được đo cụ thể chỉ một vị trí trong phân xưởng (vì các loại khí này không đăc trưng ô nhiễm cho công nghệ chế biến gỗ). Kết quả đo đạc như trong bảng 2.4 sau: Bảng 2.4: Các loại khí thải trong phân xưởng SO2 (mg/m3) NO2 (mg/m3) (mg/m3) Trong xưởng. 0,014 0,085 3,34 Văn phòng 0,041 0,164 3,67 Khu vực bên ngoài 0,013 0,067 2,87 Tiêu chuẩn TCVN 5937-1995 0,300 0,400 40,00 Vị trí đo đạc CO Theo các số liệu nêu trên, bụi là yếu tố đáng quan tâm nhất trong phân xưởng. Ở tất cả các khu vực trong phân xưởng hàm lượng bụi đều lớn hơn tiêu chuẩn cho phép, đặc biệt là khu vực bào và chà nhám chi tiết gỗ. Như vậy, nói chung nguồn ô nhiễm quan trọng nhất trong phân xưởng là hàm lượng bụi. Tuy nhiên, hàm lượng bụi sẽ giảm đi khi các thiết bị xử lý bụi hoạt động có hiệu quả. 2.4.2 Các yếu tố gây ô nhiễm từ nhà máy 2.4.2.1 Bụi thải Đây là nguồn ô nhiễm nghiêm trọng nhất trong công nghiệp chế biến gỗ, vì hiện trong phân xưởng cũ nồng độ bụi quá cao so với tiêu chuẩn cho phép. Bụi phát sinh chủ yếu từ các công đoạn và qúa trình sau: + Cưa xẻ gỗ để tạo phôi cho các chi tiết mộc. 9 + Rọc, xẻ gỗ. + Khoan, phay, bào. + Chà nhám, bào nhẵn bề mặt các chi tiết. Tuy nhiên, có sự khác biệt đáng kể về kích thước cỡ hạt bụi và tải lượng bụi sinh ra ở những công đoạn khác nhau. Tại các công đoạn gia công thô như cưa cắt, bào, tiện, phay… phần lớn chất thải đều có kích thước lớn có khi tới hàng ngàn m. Hệ số phát thải bụi ở các công đoạn trong công nghệ sản xuất gỗ được thể hiện trong bảng 2.5 sau: Bảng 2.5: Hệ số ô nhiễm bụi trong công nghệ sản xuất gỗ gia dụng. STT Công đoạn Hệ số ô nhiễm 1 Cắt và bốc xếp gỗ 0.187 ( Kg/ tấn gỗ) 2 Gia công chi tiết 0.5 (Kg/tấn gỗ) 3 Chà nhám, đánh bóng 0.05 (Kg/m2) Nguồn: WHO, 1993 Tải lượng bụi và tải lượng chất thải rắn có thể tính toán sơ bộ như sau: Nguyên liệu gỗ sử dụng là 5000 m 3/năm (gỗ cao su), với tỉ trọng gỗ khoảng 0,7 – 0,85 tấn/m3, nếu chọn tỉ trọng gỗ là 0,85 tấn/m3, ta có số tấn gỗ tiêu thụ trong năm sẽ là : 5000 m3/năm x 0,85 tấn/m3 = 4250 tấn/năm. Gia công chi tiết: 5000 m3/năm x 80% = 4000m3/năm = 3400 tấn/năm Tại các công đoạn gia công tinh như chà nhám, đánh bóng, tải lượng bụi không lớn nhưng kích cỡ hạt bụi rất nhỏ, thường nằm trong khoảng từ 2-20 m, nên dễ phát tán trong không khí. Ngòai ra tại các công đọan khác như vận chuyển gỗ, lắp gép… đều phát sinh bụi tuy nhiên mức độ không đáng kể. Thành phần và tính chất của bụi ở đây chủ yếu là bụi cơ học. Đó là một hỗn hợp các hạt cellulose với kích thước thay đổi trong một phạm vi rất rộng. Các lọai bụi này, nhất thiết phải có thiết bị thu hồi và xử lý triệt để, nếu không sẽ gây ra một số tác động nhất định đến môi trường và sức khỏe con người. Bảng 2.6: Tải lượng ô nhiễm bụi và chất thải rắn 10 Nguyên liệu sử dụng trong năm (tấn) Hệ số ô nhiễm Cưa, tẩm sấy 4250 0.187 ( Kg/ tấn gỗ) Bụi tinh (gia công) 3400 0.5 (Kg/tấn gỗ) Bụi tinh (chà nhám) 12.000 m2 0.05 (Kg/m2) Kích thước bụi Tải lượng ô nhiễm trong năm (kg/năm) 794,75 1700 600 2.4.2.2 Khí thải Dựa vào dây chuyền công nghệ và các máy móc thiết bị của xưởng sản xuất đồ gỗ gia dụng ta nhận thấy nguồn năng lượng chủ yếu là điện, ngoài ra trong qúa trình sấy sản phẩm do nhà máy dùng củi để làm nguồn nguyên liệu đốt nên trong xưởng có phát sinh các loại khí thải như: bụi, SO2, NO2, CO. Tải lượng thải của các loại chất ô nhiễm khi đốt củi như trong bảng 2.7 sau: Bảng 2.7: Tải lượng thải của các chất ô nhiễm khi đốt củi. Hệ số ô nhiễm Tải lượng ( kg/tấn ) ( kg ) Bụi 13,0 28.600 SO2 0,1 220 NOx 4,0 8.800 Chất ô nhiễm Nguồn: WHO, 1993 2.4.2.3 Mùi và các hợp chất hữu cơ bay hơi Trong công nghệ sản xuất gỗ gia dụng dù dùng loại keo hay sơn gì cũng phát sinh mùi và các chất hữu cơ bay hơi cao. Chất kết dính thông dụng như nhựa Urea Formaldehyde (UF) hoặc nhựa Urea Melamine Formaldehyde (UMF). Khi gặp nhiệt độ cao, các chất này dễ dàng bị phân huỷ tạo ra một hỗn hợp các chất khí như Ammoniac (NH3) và Formaldehyde (Aldehyde formic – HCHO). Trong điều kiện bình thường, chúng dễ dàng phân tán vào môi trường xung quanh kèm theo các mùi rất đặt trưng như mùi khai của khí NH3 và mùi sốc của Formaldehyde). Phát sinh từ công đoạn sơn gồm bụi mù và hơi dung môi ảnh hưởng xấu đến sức khoẻ công nhân. Tải lượng sơn phát tán vào không khí gây ô nhiễm chiếm khoảng 0,5% lượng sơn sử dụng. Ngoài ra hơi dung môi còn phát sinh trong quá trình phết keo, tải lượng hơi dung môi phát sinh được tính bằng 0,5% lượng sử dụng. 2.4.2.4 Tiếng ồn 11 Tiếng ồn ảnh hưởng nghiêm trọng đến thính giác con người, khi tiếp xúc với mức ồn có cường độ cao thường xuyên, người tiếp xúc sẽ bị điếc. Thông thường trong các xí nghiệp công nghiệp, công nhân làm việc trong các phân xưởng phát sinh tiếng ồn hay mắc bệnh điếc nghề nghiệp. Sau ô nhiễm không khí, ô nhiễm do tiếng ồn là loại ô nhiễm đáng chú ý ở những nhà máy chế biến gỗ. Đặc điểm chung của hầu hết các máy móc thiết bị trong công nghệ này đều có mức ồn cao, những máy móc gây ồn chính như: Máy bào, máy chà láng, máy khoan. 2.4.2.5 Ô nhiễm do nhiệt Do đặc thù của công nghệ sản xuất, tại công đoạn sấy gỗ trong dây truyền công nghệ có sử dụng các lò đốt dùng củi. Các lò sấy này có khả năng lan truyền nhiệt ra khu vực xung quanh do sự dẫn nhiệt qua thành lò gây ô nhiễm nhiệt cho khu vực xung quanh. 2.4.2.6 Nguy cơ gây cháy nổ Các loại nguyên vật liệu, nhiên liệu sử dụng trong quá trình sản xuất và các sản phẩm thành phẩm của hai Xưởng Sản Xuất Đồ Gỗ Gia Dụng rất dễ bắt lửa và gây ra cháy, nổ. Bản chất các quá trình có khả năng gây ra cháy, nổ có thể được chia thành sáu nhóm chính:  Nhóm 1: Những vật liệu rắn dễ cháy, dễ bị bắt lửa như: dăm bào, mạt cưa, giấy, gỗ...  Nhóm 2: các chất lỏng dễ cháy như: xăng, dầu, dung môi, khí hoá lỏng...  Nhóm 3: Lửa cháy do các thiết bị điện.  Nhóm 4: Các loại hoá chất sử dụng trong công nghệ: keo UF, nhựa PVC, sáp lỏng...  Nhóm 5: Nổ, cháy do sự tích tụ bụi trong nhà xưởng (đặc biệt là các kho chứa) đến nhiệt độ nguy hiểm.  Nhóm 6: Khả năng nổ do tồn trữ khí hoá lỏng với số lượng lớn, không tuân thủ đúng các qui định về an toàn khi lưu trữ nhiên liệu. Các nguyên nhân dẫn đến cháy, nổ có thể do * Vứt tàn thuốc hay những nguồn lửa khác vào khu vực chứa dăm bào và mạt cưa. * Tàng trữ các loại hoá chất, dung môi, nhiên liệu không đúng qui định. * Tồn trữ các loại rác rưởi, bụi và các chất thải rắn có nguồn gốc từ cellulose trong khu vực sản xuất, đặc biệt là ở các khu vực có lửa. * Sự cố về các thiết bị điện: dây trần, dây điện, động cơ, quạt... bị quá tải trong quá trình vạn hành, phát sinh nhiệt và dẫn đến cháy. 12 * Tàng trữ và vận chuyển thành phẩm không đúng cách (nói chung các sản phẩm có nguồn gốc từ gỗ đều thuộc loại vật liệu dễ cháy, nếu tàng trữ trong những kho chứa không đúng kỹ thuật và vận chuyển sai qui định sẽ gây cháy rất nguy hiểm). 2.4.2.7 Nước thải Nước được sử dụng chủ yếu cho các khâu và các quá trình như:  Nước sử dụng trong thiết bị hấp thụ sơn.  Nước thải từ quá trình ngâm, tẩm gỗ. Trong công đoạn sơn, công ty sử dụng buồng hấp thu màng nước để giữ lại bụi sơn và một phần các hơi dung môi. Đặc điểm của nước thải sản xuất là nhiễm các hơi dung môi, chứa nhiều bụi sơn, màng dầu.... Do đặc trưng của nước thải ô nhiễm nhẹ nên loại nước thải này thường được xử lý và sử dụng tuần hoàn để tiết kiệm. Nước thải sản xuất từ khâu này cần tách riêng để xử lý cục bộ trước khi thải ra cống thải. Nước thải phát sinh từ công đoạn ngâm tẩm gỗ cũng được tách xử lý riêng. Chất lượng nước thải màng nước phun sơn được cho trong bảng 2.8. Bảng 2.8: Chất lượng nước thải màng nước phun sơn STT Chỉ tiêu Đơn vị Hàm lượng Tải lượng(kg/ngày) 1 PH 2 SS mg/l 100 – 150 0,5 – 0,75 3 COD mg/l 100 – 150 0,5 – 0,75 4 Dầu mg/l 20 - 30 0,01 – 0,015 8 – 10 Lượng nước thải chủ yếu của xưởng là nước thải sinh hoạt của công nhân (kể cả nước thải từ nhà ăn phục vụ công nhân). Nước thải này chứa các cặn bã hữu cơ, các chất hữu cơ hòa tan, các chất dinh dưỡng có nguồn gốc N, P và vi trùng. 2.4.2.8 Chất thải rắn Chất thải rắn do các hoạt động của xưởng gồm hai loại chính:  Các chất thải từ quá trình sản xuất gồm 3 dạng cơ bản: + Các phế liệu gỗ vụn, mùn cưa phát sinh do các công đoạn gia công chế biến đồ mộc. + Bụi thu hồi từ các Xiclone. + Bao bì và các loại thùng đựng hoá chất.  Rác thải từ các hoạt động sinh hoạt trong phân xưởng gồm 2 dạng: + Loại rác thải cứng gồm vỏ đồ hộp, vỏ lon bia, nhựa, thuỷ tinh... + Loại mềm như giấy các loại, thức ăn dư, vỏ trái cây... 13 CHƯƠNG 3: CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ BỤI 3.1 Khái niệm và phân loại bụi 3.1.1 Khái niệm chung về bụi Bụi là các phân tử chất rắn thể rời rạc (vụn) có thể được tạo thành trong các quá trình nghiền, ngưng kết và các phản ứng khác nhau. Dưới tác dụng của các dòng khí hoặc không khí, chúng chuyển thành trạng thái lơ lửng và trong những điều kiện nhất định, chúng tạo thành thứ vật chất mà người ta gọi là bụi. Bụi đã thu giữ được hoặc bụi đã lắng đọng thường đồng nghĩa với khái niệm “bột”, tức là loại vật chất vụn rời rạc. Kích thước của hạt bụi  được hiểu là đường kính, độ dài cạnh của hạt hoặc lỗ rây kích thước lớn nhất của hình chiếu hạt. Đường kính tương đương tđ của hạt bụi có hình dạng bất kỳ là đường kính hình cầu có kích thước bằng thể tích hạt bụi. Vận tốc lắng chìm vc của hạt bụi là vận tốc tốc rơi của hạt trong môi trường tĩnh dưới tác dụng của trọng lực. Vận tốc lắng chìm phụ thuộc vào kích thước của hạt, hình dáng và khối lượng đơn vị của nó cũng như khối lượng đơn vị và độ nhớt môi trường. Đường kính chìm c của hạt bụi là đường kính hạt bụi hình cầu mà vận tốc rơi và khối lượng đơn vị của nó bằng vận tốc rơi và khối lượng đơn vị của hạt bụi có hình dáng ghi chuẩn đang xem xét. Đường kính lắng chìm của hạt (micromet - m) được xác định theo công thức sau c  18  10 7 H ( m) (  b   ) g [3.1] Trong đó : độ nhớt động lực của môi trường (khí, nước), Pa.s b ,  : khối lượng đơn vị của vật liệu bụi và môi trường, g/cm 3 H: chiều cao rơi (lắng) của hạt, cm  : thời gian rơi, s 3.1.2 Phân loại Về kích thước hạt bụi được chia thành các dạng sau đây:  Bụi thô, cát bụi (grit): gồm từ các hạt bụi chất rắn có kích thước hạt  > 75m.  Bụi (dust): hạt chất rắn có kích thước nhỏ hơn bụi thô (5÷75 m) được hình thành từ quá trình cơ khí như nghiền, tán, đập, v.v…  Khói (smoke): gồm các hạt vật chất có thể là rắn hoặc lỏng được tạo thành trong quá trình đốt cháy nhiên liệu hoặc quá trình ngưng tụ có kích thước hạt  = 1÷5m. Hạt bụi cỡ này có tính khuyếch tán rất ổn định trong khí quyển. 14  Khói mịn (fume): gồm những hạt chất rắn rất mịn, có kích thước  < 1m.  Sương (mist): hạt chất lỏng kích thước  < 10m. Loại hạt cỡ này ở một số nồng độ đủ làm giảm tầm nhìn thì được gọi là sương giá (fog) Có sự khác biệt về tính chất lý hóa của các hạt có kích thước nhỏ và lớn nhất. Các hạt nhỏ thì tuân theo một cách chặt chẽ sự chuyển động của môi trường khí xung quanh, trong khi đó các hạt lớn – như bụi thô chẳng hạn thì rơi có gia tốc dưới tác dụng của lực trọng trường và nhờ thế chúng dễ dàng bị loại khỏi dòng khí (dễ lọc sạch). Tuy vậy, những hạt bụi có kích thước lớn cũng có khả năng bị cuốn đi rất xa khi điều kiện thuận lợi. Những hạt bụi có tác hại nhất đối với sức khỏe con người là khi chúng có thể thâm nhập sâu vào tận phổi trong quá trình hô hấp – tức những hạt bụi có kích thước  < 10m, người ta gọi cỡ hạt bụi này là bụi hô hấp. 3.2 Biện pháp kỹ thuật và thiết bị lọc bụi: Nguồn bụi từ các nhà máy thải ra rất đa dạng cho nên phương pháp và thiết bị lọc bụi sẽ được cân nhắc lựa chọn đối với từng loại hình sản xuất dựa trên nồng độ bụi, tính chất hóa học, tính chất vật lý, nhu cầu tuần hoàn không khí… Lọc sạch bụi trong không khí được chia thành 3 cấp: Làm sạch thô: chỉ giữ được các hạt bụi có kích thước > 100 m, cấp lọc này thường để lọc sơ bộ. Làm sạch trung bình: không chỉ giữ được các hạt to mà còn giữ được các hạt nhỏ, nồng độ bụi sau khi lọc còn khoảng 30-50 mg/m3. Làm sạch tinh: có thể lọc được các hạt bụi nhỏ hơn 10m với hiệu suất cao, nồng độ bụi sau thiết bị lọc còn 1-3 mg/m3. Tùy theo việc lựa chọn cấp lọc cho các nhà máy có thể sử dụng các thiết bị lọc bụi sau đây: 3.2.1 Phương pháp khô 3.2.1.1 Thiết bị thu hồi bụi khô Thiết bị thu hồi bụi khô hoạt động dựa trên các cơ chế lắng khác nhau: trọng lực (các buồng lắng bụi), quán tính (lắng bụi nhờ thay đổi hướng chuyển động của dòng khí hoặc nhờ vào vách ngăn) và ly tâm (các xiclon đơn, nhóm và tổ hợp, các thiết bị thu hồi bụi xoáy và động). Các thiết bị thu hồi bụi nêu trên chế tạo và vận hành đơn giản, được áp dụng phổ biến trong công nghiệp. Tuy nhiên hiệu quả thu bụi không phải lúc nào cũng đạt yêu cầu nên chúng thường đóng vai trò xử lý sơ bộ. Một số đặc trưng của thiết bị thu hồi bụi khô: 15 Bảng 3.1: Các thông số đặc trưng của thiết bị thu hồi bụi khô STT Năng suất tối đa (m3/h) Thiết bị Hiệu quả xử lý Trở lực (Pa) Giới hạn nhiệt độ ( 0C) Không giới hạn (  50 m);80  90% 50 – 130 350 – 550 Xiclon 85.000 (  10 m);50  90% 250 – 1.500 350 – 550 3 Thiết bị gió xoáy 30.000 (  2 m);90% <2000 < 250 4 Xiclon tổ hợp 170.000 (  5m);90% 750 – 1.500 350 – 450 5 Thiết bị lắng quán tính 127.500 (  2 m);90% 750 – 1.500 < 400 6 Thiết bị thu hồi bụi động 42.500 (  2 m);90% 1 Buồng lắng 2 a) < 400 Buồng lắng bụi Nguyên lý hoạt động của thiết bị này là lợi dụng trọng lực của các hạt bụi khi dòng khí chứa bụi chuyển động ngang trong thiết bị. Khi đó hạt bụi chịu tác dụng đồng thời của hại lực tác dụng. Lực tác dụng theo phương ngang do chuyển động của dòng khí và lực trọng trường. Nếu lực tác động ngang nhỏ, hạt bụi có thể lắng đọng trên bề mặt của thiết bị lắng bụi. Để đạt được điều đó, vận tốc chuyển động ngang của hạt bụi phải nhỏ đồng thời kích thước buồng lắng bụi phải lớn để thời gian lưu bụi càng lâu càng tốt. Buồng lắng bụi là kiểu thiết bị đơn giản nhất, trong thời gian khí đi qua thiết bị (vận tốc dòng khí nhỏ hơn 1-2m/s) các hạt bụi dưới tác dụng của lực trọng trường lắng xuống phía dưới và rơi vào bình chứa hoặc đưa ra ngoài bằng vít tải hay băng tải Buồng lắng bụi hoạt động có hiệu quả đối với các hạt có kích thước > 50 m, còn các hạt bụi có kích thước < 5m thì khả năng thu hồi bằng không. Ưu điểm: + Chế tạo đơn giản + Chi phí vận hành và bảo trì thiết bị thấp. Nhược điểm: + Buồng lắng bụi có kích thước lớn, chiếm nhiều diện tích + Hiệu suất không cao Để tăng hiệu quả lọc bụi, giảm thể tích buồng xử lý người ta cải tiến đưa thêm vào các vách ngăn vào thiết bị Một số dạng buồng lắng bụi: 16 a a c c a) Buồng đơn b) Buồng có vách ngăn c) Buồng nhiều tầng Hình 3.1: Các dạng buồng lắng bụi 1. Dòng khí bẩn chứa bụi vào a. Quỹ đạo chuyển động của buồng lắng bụi kích thước lớn và nặng 2. Khí sạch ra khỏi buồng lắng 3. Bụi thu hồi b. Quỹ đạo chuyển động của bụi có kích thước nhỏ và nhẹ c. dòng khí b) Quỹ đạo chuyển động của Thiết bị lắng quán tính Nguyên lý hoạt động: Khi đột ngột thay đổi chuyển hướng chuyển động của dòng khí, các hạt bụi dưới tác dụng của lực quán tính tiếp tục chuyển động theo hướng cũ và tách ra khỏi khí, rơi vào bình chứa. Vận tốc của khí trong thiết bị khoảng 1 m/s, còn ở ống vào khoảng 10 m/s. Hiệu quả xử lý của thiết bị này dạng này từ 65 – 80% đối với các hạt bụi có kích thước 25-30 m. Trở lực của chúng trong khoảng 150-390 N/m2. Khí saïch Khí saïch Khí saïch Khí baån Khí baån Khí baån Khí baån Khí saïch Buïi Buïi Buïi Buïi Có vách ngăn Với chỗ quay khí nhẵn Có chóp mở rộng Nhập khí ngang hông Hình 3.2: Thiết bị lắng bụi quán tính 17 c) Thiết bị lá xách Các thiết bị này có dãy lá chắn hoặc các vòng chắn. Khí đi qua mạng chắn, đổi hướng đột ngột, các hạt bụi do quán tính chuyển động theo hướng cũ tách ra khỏi khí hoặc va đập vào các tấm phẳng nghiêng, lắng trên đó rồi rơi xuống dòng khí bụi. Kết quả khí được chia thành hai dòng: Dòng chứa bụi nồng độ cao (10% thể tích) được hút qua xiclon để tiếp tục xử lý, rồi sau đó được trộn với dòng đi qua các tấm chắn (chiếm 90% thể tích). Vận tốc khí trước mạng chóp phải đủ cao (15m/s) để đạt hiệu quả tách bụi quán tính). Trở lực của lưới khoảng 100-500N/m 2. Thiết bị lá xách được sử dụng để thu hồi bụi có kích thước trên 20m. Yếu điểm của lá xách là sự mài mòn các tấm chắn khi nồng độ bụi cao và có thể tạo thành trầm tích làm bít kín mặt sàng. Nhiệt độ cho phép của khí thải phụ thuộc vào vật liệu làm lá chắn, thường không quá 450-6000C. Khí buïi Khí saïch Khí buïi Hình 3.3: Thiết bị lá xách d) Xiclon Thiết bị xiclon được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp có hiệu quả cao khi kích thước hạt bụi > 5m. Thu hồi bụi trong xiclon diễn ra dưới tác dụng của lực ly tâm. Nguyên lý hoạt động: Dòng khí nhiễm bụi được đưa vào phần trên của xiclon. Thân xiclon thường là hình trụ có đáy là chóp cụt. Ống khí bẩn vào thường có dạng khối chữ nhật, được bố trí theo phương tiếp tuyến với thân xiclon. Khí vào xiclon thực hiện chuyển động xoắn ốc, dịch chuyển xuống dưới và hình thành dòng xoáy ngoài. Lúc đó, các hạt bụi, dưới tác dụng của lực ly tâm văng vào thành xiclon. Tiến gần đáy chóp, dòng khí bắt đầu quay ngược trở lại và chuyển động lên trên hình thành dòng xoắn trong. Các 18 hạt bụi văng đến thành, dịch chuyển xuống dưới nhờ lực đẩy của dòng xoáy và trọng lực và từ đó ra khỏi xiclon, qua ống xả bụi. Khí sạch sau xử lý được đưa ra ở phía trên đỉnh thiết bị bởi ống trụ tâm. Trong công nghiệp, xiclon được chia làm hai nhóm: hiệu quả cao và năng suất cao. Nhóm thứ nhất đạt hiệu cao nhưng yêu cầu chi phí lớn, còn nhóm thứ hai có trở lực nhỏ nhưng thu hồi các hạt mịn kém hơn. Trong thực tế, người ta ứng dụng rộng rãi xiclon trụ và xiclon chóp (không có thân trụ). Xiclon trụ thuộc nhóm năng suất cao, còn xiclon chóp thuộc nhóm hiệu quả cao. Đường kính xiclon trụ không lớn hơn 2000mm và xiclon chóp nhỏ hơn 3000mm. Ưu điểm: + Không có phần chuyển động  tăng độ bền của thiết bị; + Có thể làm việc ở nhiệt độ cao (đến 5000C); + Thu hồi bụi ở dạng khô; + Trở lực hầu như cố định và không lớn (250-1500 N/m2); + Làm việc ở áp suất cao; + Năng suất cao; Rẻ; + Có khả năng thu hồi vật liệu mài mòn mà không cần bảo vệ bề mặt xiclon; + Hiệu suất không phụ thuộc sự thay đổi nồng độ bụi; + Chế tạo đơn giản. Nhược điểm: + Hiệu quả vận hành kém khi bụi có kích thước nhỏ hơn 5 m; + Không thể thu hồi bụi kết dính. Xiclon đơn Xiclon đơn là thiết bị hoàn chỉnh hoạt động độc lập và có nhiều dạng khác nhau như dạng hình trụ, dạng hình côn. Việc sử dụng loại nào là tùy thuộc vào đặc tính của bụi và yêu cầu xử lý. Dạng hình trụ có năng suất lớn, còn loại hình côn có hiệu suất lớn. Xiclon tổ hợp Xiclon tổ hợp là một thiết bị lọc bụi gồm một số lượng lớn các đơn nguyên xiclon mắc song song trong một vỏ có chung đường dẫn khí vào, khí ra, thùng chứa bụi. Trong xiclon tổ hợp, việc tạo nên chuyển động quay của dòng khí trong thiết bị không phải do dòng khí được đưa vào theo phương tiếp tuyến mà do các dụng cụ định hướng dạng chong chóng hoặc dạng hóa hồng đặt trong thiết bị. Do vậy kích thước của xiclon tổ hợp nhỏ hơn kích thước của xiclon đơn có cùng công suất. 19 Nguyên lý làm việc của xiclon tổ hợp: Khi bụi đi vào ống nối và sau đó di vào hộp phân phối, từ đó đi vào các không gian giữa vỏ đơn nguyên và ống xả. Trong khoảng không gian này có đặt các dụng cụ định hướng để tạo sự chuyển động xoáy. Bụi sau khi tách đi qua lỗ tháo bụi và vào thùng chứa. Khí saïch Khí Khí buïi Buïi Buïi a) xiclon đơn b) xiclon nhóm Hình 3.4: Xiclon e) Thiết bị thu hồi bụi xoáy Cũng giống như xiclon, thiết bị này ứng dụng có chế lắng bụi ly tâm. Điểm khác cơ bản so với xiclon là trong thiết bị này có dòng khí xoáy phụ trợ. Nguyên lý hoạt động: Khí nhiễm bụi được cho vào từ dưới, được xoáy nhờ cánh quạt, chuyển động lên trên và chịu tác động của tia khí thứ cấp. Dòng khí thứ cấp chạy ra từ vòi phun tiếp tuyến để tạo sự xoáy hỗ trợ cho khí. Dưới tác dụng của lực ly tâm bụi văng ra phía ngoài, gặp dòng khí xoáy thứ cấp hướng xuống dưới, đẩy chúng vào khoảng không gian vành khăn giữa các ống. Không gian vành khắn chung quanh ống vào được trang bị vòng đệm chắn để bụi không quay trở lại thiết bị. Ưu điểm của thiết bị thu hồi bụi xoáy so với xiclon là: + Hiệu quả thu hồi bụi phân tán cao hơn; + Bề mặt trong của thiết bị không bị mài mòn; + Có thể xử lý khí có nhiệt độ cao hơn do ứng dụng dòng khí thứ cấp lạnh; + Có thể điều chỉnh quá trình phân riêng bụi bằng cách thay đổi lượng khí thứ cấp. Nhược điểm: + Cần có cơ cấu thổi khí phụ trợ; + Vận hành phức tạp; + Lượng khí qua thiết bị lớn. 20