laboratory-exhaust-gas

Khí thải trong phòng thí nghiệm có các thành phần đa dạng (như khí axit và kiềm, chất dễ bay hơi dung môi hữu cơ và một lượng nhỏ khí độc). Việc điều trị đòi hỏi phải thanh lọc riêng biệt và có mục tiêu. Sau đây là sơ đồ quy trình điển hình:

Quy trình xử lý khí thải phòng thí nghiệm
1. Tách và thu gom khí thải
- Tủ hút thông dụng, tủ hút và ống thu gom khí chuyên dụng được sử dụng để phân tách khí thải theo tính chất (ví dụ: tách khí thải axit, kiềm, hữu cơ để tránh dòng chảy và phản ứng hỗn hợp).
- Quạt cung cấp áp suất âm để vận chuyển từng loại khí thải về đơn vị tiền xử lý tương ứng.
2. Tách và tiền xử lý
- Khí thải có tính axit đi vào máy lọc sương mù axit, tại đây nó phản ứng với dung dịch kiềm (như dung dịch NaOH) phun vào máy lọc để loại bỏ các chất có tính axit như HCl và SO₂.
- Khí thải kiềm đi vào máy lọc sương mù kiềm, tại đây nó phản ứng với dung dịch axit (như H₂SO₄ loãng) để loại bỏ các khí kiềm như NH₃. - Khí thải hữu cơ: Lọc sơ bộ qua màng lọc than hoạt tính loại bỏ các hạt có kích thước lớn tránh gây tắc nghẽn các thiết bị tiếp theo.
3. Thanh lọc lõi
- Sau khi tiền xử lý, khí thải hỗn hợp (hoặc khí thải hữu cơ đơn lẻ) đi vào thiết bị lọc lõi:
- Khí thải hữu cơ nồng độ thấp: Thiết bị quang xúc tác oxy hóa sử dụng tia UV để phân hủy các phân tử VOC, đồng thời ozone hỗ trợ quá trình oxy hóa các phân tử này thành chất vô hại.
- Khí thải hữu cơ nồng độ trung bình và cao: Chuyển sang tháp hấp phụ than hoạt tính (chứa đầy than hoạt tính dạng hạt) để hấp phụ hiệu quả các dung môi hữu cơ như benzen, toluene, axeton.
- Các khí độc (như Cl₂, H₂S): Thêm tháp hấp thụ hóa học chuyên dụng (ví dụ Cl₂ được hấp thụ bằng dung dịch Na₂S₂O₃).
4. Thanh lọc sâu và xả thải
- Sau khi xử lý lõi, khí thải đi vào thiết bị khử hiệu suất cao để loại bỏ hơi nước dư và các giọt sương.
- Cuối cùng được thải qua ống xả cao ít nhất 15 mét. Một số phòng thí nghiệm có thể cần cài đặt các công cụ giám sát trực tuyến (để giám sát VOC và nồng độ axit, bazơ) để đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn.

Chìa khóa của quá trình này là "xử lý dựa trên chất lượng thu gom được phân loại" để tránh ô nhiễm thứ cấp do trộn lẫn các loại khí thải khác nhau. Quá trình lọc nhiều giai đoạn cũng thích ứng với các đặc tính của khí thải trong phòng thí nghiệm: thể tích không khí thấp, nhiều thành phần và lượng khí thải không liên tục.

Khí thải nồng độ thấp từ các phòng thí nghiệm của trường đại học có thể được xử lý bằng buồng hấp phụ than hoạt tính hai giai đoạn. Thiết bị hấp phụ theo tầng hai giai đoạn này được thiết kế cho khí thải phòng thí nghiệm đa thành phần, nồng độ thấp (chẳng hạn như một lượng nhỏ VOC, chất bay hơi dung môi hữu cơ và một lượng nhỏ khí axit/kiềm). Chức năng cốt lõi của nó là tận dụng các đặc tính hấp phụ vật lý của than hoạt tính để từng bước làm sạch khí thải, đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn khí thải. Các tính năng và khả năng thích ứng của nó như sau:

Tính năng cốt lõi
- Thanh lọc theo giai đoạn để có hiệu quả đáng tin cậy hơn:
Buồng hấp phụ sơ cấp trước tiên hấp thụ phần lớn các chất ô nhiễm trong khí thải (đặc biệt là những chất có nồng độ tương đối cao). Các chất ô nhiễm dạng vết còn lại sau đó đi vào buồng hấp phụ thứ cấp để tinh chế sâu hơn. Quá trình hấp phụ kép này làm giảm đáng kể nguy cơ thất bại bão hòa trong một buồng hấp phụ duy nhất. Hiệu suất thanh lọc tổng thể thường đạt 85% -95%, đáp ứng các tiêu chuẩn nghiêm ngặt về khí thải trong phòng thí nghiệm (chẳng hạn như GB 16297). - Thích ứng với đặc tính khí thải phòng thí nghiệm:
Khí thải trong phòng thí nghiệm thường được thải ra không liên tục (ví dụ: trong quá trình vận hành thử nghiệm, không liên tục) và có các thành phần phức tạp (có thể chứa ethanol, axeton, formaldehyde, v.v.). Thiết kế hấp phụ hai giai đoạn có thể đối phó với sự biến động này—ngay cả khi nồng độ nhất thời của một chất ô nhiễm cụ thể tăng nhẹ, hệ thống hấp phụ hai giai đoạn có thể cung cấp một mạng lưới an toàn để ngăn chặn lượng khí thải quá mức.
- Chi phí bảo trì và quản lý linh hoạt:
Than hoạt tính trong buồng hấp phụ hai giai đoạn có thể được thay thế riêng biệt (giai đoạn đầu tiên có tải trọng hấp phụ cao hơn và cần thay thế thường xuyên hơn), loại bỏ nhu cầu thay thế hoàn toàn, giảm lãng phí vật tư tiêu hao. Hơn nữa, khối lượng nạp than hoạt tính thường nhỏ (phù hợp với khí thải phòng thí nghiệm thể tích thấp), dẫn đến chi phí bảo trì thấp hơn so với các thiết bị công nghiệp lớn, phù hợp với ngân sách của các phòng thí nghiệm trường học.

Các tình huống và biện pháp phòng ngừa áp dụng
- Thích hợp cho các phòng thí nghiệm hóa học, sinh học, khoa học vật liệu, xử lý các loại khí thải hữu cơ không có nồng độ cao hoặc có tính ăn mòn (ví dụ các loại khí có tính axit mạnh cần phải trung hòa trước).
- Cần theo dõi thường xuyên hiệu suất hấp phụ (ví dụ: sử dụng máy dò mùi và VOC), đồng thời cần thay thế than hoạt tính bão hòa kịp thời để ngăn chặn sự xâm nhập của chất ô nhiễm sau bão hòa. Nếu khí thải có chứa bụi hoặc chất dạng hạt thì phải lắp đặt thiết bị tiền xử lý (chẳng hạn như bộ lọc) trước buồng hấp phụ để tránh làm tắc nghẽn lỗ chân lông than hoạt tính và ảnh hưởng đến hiệu quả hấp phụ.

Thiết kế này cân bằng giữa hiệu quả thanh lọc với nhu cầu thực tế của phòng thí nghiệm và là giải pháp chung để xử lý khí thải phi tập trung quy mô nhỏ, giảm thiểu hiệu quả tác động của khí thải phòng thí nghiệm đến môi trường xung quanh.