1. Nguyên lý chung

Khí thải hữu cơ được xử lý bằng cách phân hủy, chuyển hóa, hoặc thu hồi các hợp chất hữu cơ thành chất ít độc hại hơn (CO₂, H₂O) hoặc tái sử dụng chúng.

---

2. Các công nghệ xử lý chính

a. Phương pháp nhiệt

• Đốt nhiệt trực tiếp (Thermal Oxidizer):

  • Đốt khí thải ở nhiệt độ 700–1,200°C để oxy hóa hoàn toàn VOCs.

  • Ưu điểm: Hiệu suất >95%, xử lý được mọi loại VOCs.

  • Nhược điểm: Tốn nhiều năng lượng, chi phí cao.

  • Ứng dụng: Nhà máy hóa chất, sản xuất sơn.

• Đốt xúc tác (Catalytic Oxidation):

  • Dùng chất xúc tác (Pt, Pd) để đốt VOCs ở nhiệt độ thấp hơn (200–500°C).

  • Ưu điểm: Tiết kiệm năng lượng, phù hợp VOCs nồng độ trung bình.

  • Nhược điểm: Chất xúc tác dễ bị đầu độc bởi tạp chất (Cl, S).

  • Ứng dụng: Xưởng in, sản xuất linh kiện điện tử.

b. Phương pháp hấp phụ

• Sử dụng vật liệu có diện tích bề mặt lớn (than hoạt tính, zeolit) để giữ VOCs lại.

• Công nghệ điển hình:

  • Tháp hấp phụ cố định: Khí thải đi qua lớp than hoạt tính → VOCs bị giữ lại.

  • Hệ thống tái sinh: Tái sinh vật liệu bằng nhiệt hoặc hơi nước để thu hồi VOCs.

• Ưu điểm: Chi phí thấp, hiệu quả với VOCs nồng độ thấp.

• Nhược điểm: Không xử lý được khí ẩm, cần thay vật liệu định kỳ.

• Ứng dụng: Phòng thí nghiệm, xưởng sản xuất nhỏ.

c. Phương pháp sinh học

• Lọc sinh học (Biofilter):

  • Dùng vi sinh vật trong môi trường ẩm (compost, mùn cưa) để phân hủy VOCs.

  • Ưu điểm: Thân thiện môi trường, chi phí vận hành thấp.

  • Nhược điểm: Hiệu suất phụ thuộc vào loại VOCs, thời gian xử lý chậm.

  • Ứng dụng: Trang trại chăn nuôi, nhà máy chế biến thực phẩm.

d. Phương pháp ngưng tụ

• Hạ nhiệt độ khí thải để VOCs ngưng tụ thành chất lỏng → thu hồi tái sử dụng.

• Ưu điểm: Phù hợp VOCs nồng độ rất cao (trên 5,000 ppm).

• Nhược điểm: Tốn điện làm lạnh, không hiệu quả với VOCs nồng độ thấp.

• Ứng dụng: Công nghiệp dược phẩm, sản xuất dung môi.

e. Oxy hóa tiên tiến (AOPs)

• Kết hợp UV + ozone, H₂O₂ + xúc tác để tạo gốc tự do phân hủy VOCs.

• Ưu điểm: Xử lý được VOCs khó phân hủy (benzene, chlorinated compounds).

• Nhược điểm: Chi phí cao, phức tạp vận hành.

• Ứng dụng: Bệnh viện, khu công nghiệp yêu cầu xử lý triệt để.

f. Phương pháp hấp thụ

• Hòa tan VOCs vào dung dịch hấp thụ (nước, dung môi hóa học).

• Ưu điểm: Đơn giản, phù hợp khí thải có tính axit/bazơ.

• Nhược điểm: Phát sinh nước thải cần xử lý thêm.

• Ứng dụng: Xử lý formaldehyde trong sản xuất gỗ.

---

3. Yếu tố lựa chọn công nghệ

• Nồng độ VOCs:

  • Cao (>1,000 ppm): Đốt nhiệt, ngưng tụ.

  • Thấp (<500 ppm): Hấp phụ, sinh học.

• Thành phần VOCs:

  • Dễ cháy (acetone, ethanol): Oxy hóa xúc tác.

  • Khó phân hủy (benzene, toluene): AOPs.

• Chi phí:

  • Đầu tư thấp: Hấp phụ, sinh học.

  • Hiệu quả lâu dài: RTO (Regenerative Thermal Oxidizer).

• Quy định pháp lý: Đáp ứng tiêu chuẩn như QCVN 06:2023/BTNMT (Việt Nam) hoặc EPA Standards (Mỹ).

---

4. Xu hướng công nghệ mới

• Vật liệu nano: Lọc khí bằng graphene, MOFs (Metal-Organic Frameworks) để tăng hiệu suất hấp phụ.

• Công nghệ plasma lạnh: Phân hủy VOCs bằng plasma mà không cần nhiệt độ cao.

• Kết hợp nhiều phương pháp: Ví dụ: Hấp phụ + đốt xúc tác → giảm chi phí, tăng hiệu suất.