Giải pháp lọc để kiểm soát mùi và ô nhiễm

Kiểm soát mùi có thể là một thách thức nghiêm trọng đối với nhiều ngành công nghiệp. Mặc dù các giải pháp đối với bụi và hạt trong không khí khá đơn giản, nhưng mùi có thể khó theo dõi và thu giữ hơn. Việc kiểm soát mùi và ô nhiễm cần có các giải pháp chuyên biệt như lọc phân tử bằng than hoạt tính.

Mùi độc hại là kết quả của các phân tử hóa học đủ nhẹ để khuếch tán trong không khí dưới dạng khí hoặc hơi. Một số mùi khó chịu nhất đến từ các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC), một nhóm lớn các phân tử dựa trên cacbon nhẹ phản ứng với khí quyển. Chúng bao gồm benzen, ethylene glycol, formaldehyde, methylene chloride, tetrachloroethylene, toluen, xylen và 1,3-butadien, được tìm thấy trong nhiều sản phẩm tiêu dùng và công nghiệp. Do tính dễ bay hơi của chúng, các phân tử này tạo ra khí (hoặc khí ra ngoài) vào môi trường, tạo ra mùi khó chịu cũng như các mối lo ngại về tiếp xúc với hóa chất. Các hợp chất sulfuric (chẳng hạn như hydrogen sulfide và sulfur dioxide) cũng là những kẻ phạm tội về khứu giác nổi tiếng. Các vật liệu hữu cơ “tự nhiên” — chẳng hạn như thực phẩm, vật liệu có nguồn gốc thực vật, sản phẩm động vật và phân — là thủ phạm gây ra nhiều vấn đề về mùi,

Mùi là bằng chứng rõ ràng nhất về sự xuất hiện của các chất gây ô nhiễm.  Mùi có thể gây ra các vấn đề cả bên trong và bên ngoài cơ sở sản xuất. Trong cơ sở, mùi độc hại tạo ra một môi trường làm việc khó chịu, có thể gây khó khăn cho hoạt động sản xuất cũng như giữ chân nhân viên. Nếu mùi đủ mạnh hoặc các hóa chất gây ra mùi có liên quan đến các vấn đề sức khỏe, thì một nơi làm việc hôi thối cũng có thể là vi phạm OSHA. Nếu mùi được phép thoát ra môi trường, các công ty có thể thấy mình vi phạm các quy định về khí thải của EPA hoặc các quy định của địa phương.  Kiểm soát mùi hôi là điều cần thiết để có một môi trường làm việc lành mạnh, dễ chịu.

Nhiều ngành công nghiệp khác nhau tạo ra mùi khó chịu hoặc không tốt cho sức khỏe. Một số ngành có thách thức kiểm soát mùi lớn nhất bao gồm:

• Hoạt động trồng trọt
• Tái chế
• Giấy và bột giấy
• Sản xuất / Chế biến Hóa chất
• Thực vật kết xuất
• Chế biến phân bón
• Xử lý nước thải
• Chất thải rắn đô thị
• Chế biến thực phẩm (đặc biệt là các quy trình liên quan đến thịt và gia cầm, cá và bột cá, chất béo và dầu mỡ, và một số chất phụ gia và hương liệu)
• Sản xuất / Thuộc da
• Sản xuất nhựa đường

Quy định kiểm soát mùi

Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (EPA) không quy định mùi trực tiếp. Thay vào đó, cơ quan này điều chỉnh các thành phần hóa học cụ thể tạo ra nhiều mùi. Những hóa chất này được liệt kê là “Chất gây ô nhiễm không khí nguy hiểm” theo Đạo luật không khí sạch. “Ngưỡng mùi” được xác định cho từng hóa chất tùy thuộc vào mức độ nguy hiểm của chúng đối với sức khỏe con người và môi trường. Các nhà sản xuất hóa chất và các công ty khác có quy trình tạo ra khí thải độc hại và độc hại sẽ cần phải tuân thủ các quy định này.

Mùi có thể được quy định nghiêm ngặt hơn ở cấp tiểu bang và địa phương. Nhiều tiểu bang và thành phố yêu cầu các công ty giảm thiểu khí thải và mùi khó chịu. Các quy định này có thể yêu cầu các công ty ngăn chặn mùi khó chịu thoát ra ngoài ranh giới tài sản của họ. Họ cũng cung cấp cơ sở cho các vụ kiện có thể được đưa ra bởi các doanh nghiệp lân cận hoặc cư dân bị ảnh hưởng bởi mùi hôi. Các công ty có quy trình được coi là tạo ra mùi gây cản trở sự “an toàn, thoải mái tận hưởng” các tài sản hoặc khu đất công gần đó có thể được yêu cầu thực hiện các biện pháp kiểm soát môi trường để giảm thiểu vấn đề.

Các mùi hóa chất được coi là nguy hại cho sức khỏe con người cũng sẽ được quản lý bởi Cơ quan Quản lý An toàn và Sức khỏe Nghề nghiệp (OSHA). OSHA chỉ định các Giới hạn Phơi nhiễm Cho phép (PEL) cho các hóa chất riêng lẻ, được đo và tính trung bình trong ca làm việc 8 giờ của một công nhân. Các nhà sản xuất có trách nhiệm đảm bảo rằng người lao động không tiếp xúc với khí và hơi hóa chất độc hại ở mức cao hơn PELs. Việc không kiểm soát khí và hơi độc hại ở những khu vực mà người lao động có thể tiếp xúc có thể bị phạt tiền nghiêm trọng và bị khởi kiện.

Công nghệ loại bỏ mùi

Loại bỏ mùi đòi hỏi một cách tiếp cận khác với kiểm soát bụi và hạt. Bụi và các hạt rắn có thể được loại bỏ hiệu quả bằng cách lọc tiêu chuẩn. Ngay cả các hạt rất nhỏ (sub-micron) cũng có thể được thu giữ bằng phương tiện lọc chuyên dụng. Ví dụ, một bộ lọc HEPA thu được 99,97% các hạt có kích thước 0,3 micron, bao gồm cả vi khuẩn và vi rút.

Hầu hết các mùi đều bao gồm các phân tử thậm chí còn nhỏ hơn (0,01 micron hoặc nhỏ hơn), chúng được khuếch tán vào không khí dưới dạng khí hoặc hơi. Các chất ô nhiễm hóa học và mùi hôi sẽ không bị lọc bởi bộ lọc MERV hoặc HEPA. Để thu giữ các phân tử nhỏ này, chúng ta cần sử dụng phương pháp lọc phân tử , sử dụng các phản ứng hóa học hoặc vật lý để bẫy các phân tử nhỏ bên trong môi trường. Hình thức lọc phân tử được sử dụng phổ biến nhất được gọi là hấp phụ . Hấp phụ là lực hút vật lý của một phân tử khí hoặc chất lỏng lên bề mặt chất rắn. Phân tử mùi bị giữ lại bởi bề mặt thông qua các lực vật lý được gọi là lực van der Waal . (Điều này trái ngược với sự hấp thụ công nghệ, trong đó các phân tử được đưa vào và trộn đều thành một chất lỏng hấp thụ.) Bộ lọc hấp phụ bắt và giữ các phân tử khí và hơi nhỏ chảy qua phương tiện lọc tiêu chuẩn, loại bỏ mùi và khí ra khỏi không khí một cách hiệu quả.

Than hoạt tính là vật liệu hấp phụ được sử dụng phổ biến nhất. Đây là một dạng cacbon đã được xử lý đặc biệt (hoạt hóa) để tăng diện tích bề mặt bên trong của vật liệu. Than hoạt tính chứa hàng triệu “vi hạt” bên trong tạo nên cấu trúc cung cấp ~ 1.000 mét vuông diện tích bề mặt trở lên trên mỗi gam vật liệu.

Than hoạt tính được bán rộng rãi, giá cả phải chăng, trơ về mặt sinh học và an toàn khi xử lý và sử dụng. Nó thường được gọi là “chất hấp phụ phổ quát” vì nó có thể hấp thụ hầu như mọi chất gây ô nhiễm dạng hơi hoặc khí và có thể hấp phụ và giữ lại nhiều hóa chất khác nhau cùng một lúc. Nó đặc biệt hiệu quả đối với các phân tử và dung môi hữu cơ. Không giống như một số vật liệu hấp phụ, nó không giữ ẩm. Những đặc tính này đã làm cho than hoạt tính trở thành vật liệu được lựa chọn cho một loạt các ứng dụng hấp phụ, bao gồm mặt nạ phòng độc, viên nang vũ trụ, tàu ngầm hạt nhân và loại bỏ iốt phóng xạ cho các nhà máy hạt nhân.

Một số hóa chất bị các chất khác bắt giữ một cách hiệu quả hơn, chúng phản ứng hóa học với các phân tử. Các bộ lọc chuyên dụng có thể sử dụng than hoạt tính tẩm hóa chất nhắm vào các phân tử cụ thể. Carbon có thể được ngâm tẩm với các vật liệu nhắm mục tiêu đến khí axit, amoniac và amin, andehit, iốt phóng xạ, thủy ngân và các khí vô cơ như hydro xyanua (HCN), hydro sulfua (H2S), phosphine và arsine. Vật liệu được sử dụng để ngâm tẩm carbon là đặc trưng cho hóa chất được nhắm mục tiêu thu gom; một số phổ biến nhất bao gồm oxit nhôm, oxit đồng, lưu huỳnh và thuốc tím.

Các loại chất gây ô nhiễm bị hấp phụ bởi than hoạt tính