Bụi trong sản xuất: Nguyên nhân, Phân loại, Cách kiểm soát

Bụi trong sản xuất đang trở thành “quả bom hẹn giờ” đe dọa môi trường nhà xưởng và sức khỏe người lao động. Những hạt bụi nhỏ bé ấy “công phá” không chỉ sức khỏe con người mà cả máy móc, thành phẩm, cảnh quan,... Đòi hỏi doanh nghiệp phải đầu tư giải pháp kiểm soát bài bản và bền vững.

1. Hiểu đúng bụi trong sản xuất là gì?

Bụi trong sản xuất là tập hợp các hạt rắn siêu nhỏ phát sinh trong quá trình gia công, chế biến, đốt cháy nguyên liệu công nghiệp.

Những hạt này có size cực nhỏ, thường dao động từ vài micromet đến <100 micromet. Dễ dàng phát tán và lơ lửng trong không khí nhà xưởng.

Không giống bụi tự nhiên, bụi công nghiệp mang tính đặc thù cao. Phụ thuộc vào nguyên liệu và công nghệ sản xuất.

Ví dụ, ngành luyện kim sinh ra bụi kim loại, ngành xi măng tạo bụi khoáng vô cơ. Trong khi chế biến gỗ lại tạo bụi hữu cơ có khả năng cháy nổ. Chính sự đa dạng này khiến việc nhận diện, kiểm soát bụi trở thành thách thức lớn với các doanh nghiệp sản xuất.

Bụi trong sản xuất không chỉ là chất rắn bay lơ lửng - nó còn là tác nhân gây ô nhiễm không khí. Làm mài mòn thiết bị và đe dọa sức khỏe con người.

2. Các loại bụi trong sản xuất phổ biến

Khói bụi công nghiệp được chia thành nhiều loại dựa vào các tiêu chí khác nhau, cụ thể như sau:

2.1 Phân loại theo kích thước bụi

Dựa theo size của hạt bụi mà chúng thường được chia thành 3 loại chính:

• Bụi thô: Có kích thước >10 µm, trọng lượng cao, thường sinh ra trong các công đoạn cơ học như: nghiền, đập, sàng, vận chuyển vật liệu rời. Chúng dễ rơi lắng xuống mặt đất, nhưng vẫn có thể ảnh hưởng đến hệ hô hấp, làm giảm tầm nhìn trong xưởng.
• Bụi mịn: Có size ~2,5 - 10 µm, nhỏ, nhẹ nên dễ bay lơ lửng trong không khí thời gian dài. Chúng phát sinh nhiều trong các quá trình cắt, mài, phay, nung hoặc sấy khô nguyên liệu.
• Bụi siêu mịn: Là những hạt bụi cực nhỏ, kích thước chỉ bằng 1/30 sợi tóc người, thường sinh ra từ quá trình đốt nhiên liệu, khói lò hơi, khí thải công nghiệp. 2 loại phổ biến nhất là bụi PM2.5 và PM1.0 có khả năng đi sâu vào máu, gây ra các bệnh về hô hấp và tim mạch.

2.2 Phân loại theo bản chất vật lý - hóa học

Căn cứ vào bản chất của bụi sẽ chia thành 4 nhóm chính:

• Bụi kim loại: Thường gồm bụi Fe, Al, Cu, Zn,... Phát sinh trong các ngành cơ khí, đúc, hàn, mài, cắt kim loại. Sở hữu tính dẫn điện cao, dễ gây cháy nổ, ảnh hưởng đến hệ hô hấp nếu hít phải lâu dài.
• Bụi hữu cơ: Gồm mùn gỗ, bột giấy, bột ngũ cốc,... khởi phát từ vật liệu tự nhiên. Phổ biến trong sản xuất gỗ, thực phẩm, dệt may,... Loại này dễ cháy, có thể gây kích ứng da và tạo môi trường cho vi sinh vật phát triển.
• Bụi vô cơ: Là bụi xi măng, than, silic, tro bay,... Là dạng bụi rắn, không cháy, có độ bền cao, phát sinh trong khai khoáng, sản xuất vật liệu xây dựng và nhiệt điện.
• Bụi độc hại: Gồm amiang, chì, thủy ngân, hóa chất bay hơi,... Có chứa các thành phần gây ngộ độc hoặc ung thư. Chúng thường xuất hiện trong sản xuất pin, sơn, nhựa, hoặc vật liệu cách nhiệt. Tiếp xúc ở nồng độ nhỏ có thể gây tổn thương cơ quan nội tạng và hệ thần kinh.

2.3 Phân loại theo nguồn gốc ngành nghề

Theo tiêu chí nguồn gốc phát thải thì bụi trong sản xuất lại được chia thành 4 nhóm chính:

• Bụi trong ngành cơ khí, luyện kim, đúc: Là bụi kim loại sinh ra khi cắt, mài, hàn hoặc nấu chảy vật liệu. Đặc điểm là có nhiệt độ cao, dễ gây cháy nổ nếu tích tụ.
• Bụi trong ngành xây dựng, xi măng, khai khoáng: Bao gồm bụi đá, bụi xi măng, tro bay,... Loại bụi này có size đa dạng, gây mài mòn thiết bị, ô nhiễm không khí khu vực xung quanh.
• Bụi trong chế biến gỗ, thực phẩm, dệt may: Loại này không độc nhưng dễ cháy và ảnh hưởng lớn đến hệ hô hấp khi tích tụ lâu dài.
• Bụi trong sản xuất điện tử, hóa chất, nhựa, sơn: Là hỗn hợp giữa bụi vô cơ, bụi hóa chất và hơi dung môi bay hơi.

3. Nguyên nhân hình thành bụi trong sản xuất

Bụi trong sản xuất hình thành từ nhiều công đoạn trong quy trình sản xuất công nghiệp.

• Quá trình gia công cơ học: Khi cắt, mài, phay, tiện, khoan,... vật liệu bị ma sát, bào mòn tạo ra bụi kim loại hoặc bụi vật liệu.
• Nghiền, trộn, sàng, đóng gói nguyên liệu: Các hạt rời hoặc bột mịn dễ phát tán vào không khí khi di chuyển, va chạm.
• Quá trình sấy, nung, đốt nhiên liệu: Sinh ra bụi tro, khói mịn, hạt carbon chưa cháy hết trong khí thải.
• Vận chuyển và bốc dỡ nguyên liệu: Bụi bay lên khi đổ, trút, hoặc rơi vãi vật liệu dạng bột, hạt, xi măng, than,...
• Lưu thông gió hoặc hút khí không đúng kỹ thuật: Luồng khí mạnh cuốn bụi mịn bay khắp nhà xưởng.
• Mài mòn thiết bị và bề mặt sản phẩm: Các chi tiết máy hoặc bề mặt vật liệu bị ma sát lâu ngày, sinh bụi cơ học.
• Phản ứng hóa học trong sản xuất: Một số quy trình sinh ra hạt kết tủa hoặc bụi muối, bụi hóa chất trong quá trình bay hơi hoặc ngưng tụ.
• Khí thải công nghiệp chưa được lọc: Ống khói, lò hơi, hoặc buồng đốt không có hệ thống lọc gây phát tán bụi ra môi trường.
• Vệ sinh, bảo dưỡng không đúng cách: Quét khô hoặc thổi khí nén khiến bụi tái phát tán trở lại không khí.
• Tác động môi trường bên ngoài: Gió, rung động, nhiệt độ cao trong nhà xưởng làm bụi lắng đọng bị khuấy động trở lại.

4. Tác hại không tưởng của bụi trong sản xuất

4.1 Tác hại đến sức khỏe con người

Bụi trong sản xuất là “kẻ giết người thầm lặng” trong môi trường công nghiệp. Khi hít phải, các hạt bụi có kích thước nhỏ hơn 10 µm, dễ dàng xâm nhập vào đường hô hấp. Còn bụi siêu mịn PM2.5 và PM1.0 có thể xuyên qua phổi, đi thẳng vào máu, gây tổn thương tế bào.

Gây kích ứng mũi, họng, ho khan, đau đầu, khó thở, mỏi mệt,... Lâu dài có thể dẫn đến các bệnh bụi phổi silic (silicosis), hen phế quản nghề nghiệp, viêm phổi mãn tính, thậm chí ung thư phổi.

Bụi kim loại nặng như chì, thủy ngân hoặc amiăng còn gây tổn thương gan, thận, hệ thần kinh.

4.2 Tác hại của bụi đến hệ thống máy móc - thành phẩm

Không chỉ đe dọa sức khỏe con người, bụi còn là “kẻ thù #1” của thiết bị công nghiệp.

• Gây mài mòn và giảm tuổi thọ máy móc: Bụi kim loại hoặc bụi khoáng xâm nhập vào trục quay, ổ bi, bạc đạn… làm tăng ma sát, hao mòn cơ học.
• Làm tắc nghẽn hệ thống lọc, thông gió và cảm biến: Khi tích tụ lâu ngày, bụi cản trở luồng khí, khiến thiết bị quá tải, giảm hiệu suất.
• Ảnh hưởng đến chất lượng thành phẩm: Trong sản xuất điện tử, thực phẩm, sơn hoặc dược phẩm,... Chỉ 1 lượng bụi siêu mịn cũng đủ gây lỗi sản phẩm, hỏng linh kiện hoặc nhiễm bẩn hàng loạt.
• Tăng chi phí bảo trì và năng lượng: Máy móc bám bụi hoạt động kém ổn định, tiêu thụ điện năng nhiều hơn, dễ hỏng đột ngột.

4.2 Ảnh hưởng tới môi trường xung quanh

Bụi trong sản xuất, nếu không được xử lý đúng quy chuẩn, có thể lan tỏa ra khu vực dân cư, đất, nước và không khí xung quanh.

• Ô nhiễm không khí: Bụi mịn và tro bay khiến tầm nhìn giảm, tăng nồng độ PM2.5 trong khu vực, gây hiệu ứng sương bụi và đảo nhiệt.
• Ô nhiễm đất và nguồn nước: Bụi rơi lắng xuống bề mặt đất hoặc bị cuốn vào hệ thống thoát nước, làm biến đổi pH, gây hại cho cây trồng và sinh vật.
• Ảnh hưởng đến hệ sinh thái: Thực vật bị bám bụi giảm khả năng quang hợp, trong khi động vật hít phải bụi độc có thể nhiễm bệnh hoặc suy giảm sinh sản.
• Gia tăng biến đổi khí hậu địa phương: Một số loại bụi công nghiệp hấp thụ bức xạ mặt trời, góp phần làm tăng nhiệt độ khu vực sản xuất.

5. Các biện pháp kiểm soát và xử lý bụi công nghiệp

5.1 Sử dụng máy hút bụi công nghiệp cao cấp

Máy hút bụi công nghiệp là “lá chắn đầu tiên” ngăn bụi lan tỏa trong nhà xưởng, quen thuộc, dễ tiếp cận.

Bạn nên sử dụng những model cao cấp với bộ lọc đa tầng: lọc thô + Hepa cho khả năng giữ lại tới 99,97% hạt bụi kích thước 0,3 µm.

Giải pháp này phù hợp cho các dây chuyền sản xuất gỗ, cơ khí, thực phẩm, nơi lượng bụi phát sinh liên tục. Bạn cũng có thể chọn những máy có khả năng kết nối thẳng vào các dây chuyền sản xuất để tối ưu lượng bụi phát tán.

Việc đầu tư máy hút bụi cao cấp giúp giảm nồng độ bụi lơ lửng, cải thiện vi khí hậu, bảo vệ hô hấp.

5.2 Xây dựng hệ thống lọc bụi túi

Hệ thống lọc bụi túi vải là công nghệ kinh điển nhưng cực kỳ hiệu quả, được khuyến nghị bởi nhiều chuyên gia. Bao gồm tổ hợp các túi lọc được set cố định trong buồng kín.

Không khí chứa bụi đi qua túi lọc, các hạt bụi bị giữ lại nhờ cơ chế va chạm - khuếch tán - tĩnh điện. Hiệu suất lọc có thể đạt 99,9%, kể cả với bụi mịn.

Đây là cách xử lý bụi công nghiệp được ứng dụng rộng rãi trong nhà máy xi măng, luyện kim, hóa chất, phân bón.

5.3 Khử bụi sản xuất bằng hệ thống lọc bụi tĩnh điện

Công nghệ lọc tĩnh điện là biện pháp dùng điện trường cao áp (20 - 70kV) để tích điện cho hạt bụi. Sau đó, hút chúng vào bản cực thu.

Hệ thống này có hiệu quả đặc biệt với bụi siêu mịn (PM2.5, PM1.0), giúp giảm phát thải đáng kể.

Theo các chuyên gia, lọc tĩnh điện có thể đạt hiệu suất xử lý tới 99,8%. Duy trì vận hành ổn định trong môi trường nhiệt cao như: lò hơi, nhà máy thép, xi măng.

5.4 Dùng hệ thống khử bụi cyclone

Cyclone là phương pháp lọc bụi dựa trên nguyên lý lực ly tâm, tạo ra dòng khí xoáy cuốn bụi vào thành ống, tách ra khỏi luồng khí sạch.

Đây là phương pháp cơ học, không cần năng lượng cao, phù hợp xử lý bụi thô, bụi sợi, mạt gỗ, tro bay.

Vì hiệu suất chỉ đạt 70 - 90% với hạt nhỏ nên Cyclone thường được lắp trước các hệ thống lọc tinh để giảm tải, tăng tuổi thọ cho túi lọc hoặc bộ lọc tĩnh điện.

5.5 Xử lý bụi công nghiệp bằng hệ thống lọc ướt

Hệ thống lọc ướt sử dụng nước hoặc dung dịch hấp thụ để cuốn trôi hạt bụi và khí độc. Khi không khí đi qua buồng rửa, bụi kết dính vào giọt nước và bị loại bỏ hiệu quả.

Công nghệ này vừa xử lý bụi, vừa trung hòa khí axit, hơi dung môi, lý tưởng cho ngành hóa chất, sơn, xi mạ.

Phương pháp này được đánh giá có khả năng giảm tới 95 - 99% hạt bụi và hơi độc, góp phần ổn định môi trường làm việc.

5.6 Kiểm soát bụi trong sản xuất bằng hệ thống lọc hơi và khói

Hệ thống này ứng dụng lọc than hoạt tính và màng lọc đa tầng. Giúp loại bỏ khí hữu cơ độc hại, khói hàn, hơi dung môi và bụi siêu mịn.

Nó được thiết kế cho các xưởng hàn, in, sản xuất điện tử, nơi có hỗn hợp phức tạp giữa hạt và khí.

Công nghệ này được các tiêu chuẩn công nghiệp của Nhật Bản và châu Âu công nhận. Có khả năng bảo vệ sức khỏe người lao động trước tác nhân bay hơi nguy hại.

5.7 Hệ thống lọc hấp thụ xử lý bụi sản xuất

Đây là công nghệ kết hợp vật liệu có tính hấp phụ như carbon hoạt tính, zeolit, hoặc silica gel,... Giúp giữ lại không chỉ bụi mà còn hơi dung môi, khí độc, và hợp chất hữu cơ dễ bay hơi,...

Phương pháp này đạt hiệu quả đặc biệt trong ngành sơn, nhựa, hóa chất, đồng thời dễ bảo trì và tái sinh vật liệu.

5.8 Sử dụng hệ thống khử mùi và khí hữu cơ

Khác với hệ thống lọc bụi truyền thống, hệ thống khử mùi tập trung xử lý hợp chất bay hơi gây mùi và khí hữu cơ.

Nó có thể kết hợp công nghệ ozone, UV-catalyst, biofilter hoặc plasma lạnh, phá vỡ liên kết phân tử gây mùi và trung hòa khí độc.

Giải pháp này thường được dùng trong nhà máy chế biến thực phẩm, rác thải, hóa mỹ phẩm,...

6. Các giải pháp phòng tránh bụi trong sản xuất

Với list dài những tác hại của bụi, phòng tránh bụi trong sản xuất không còn là lựa chọn. Đây là nhiệm vụ bắt buộc để doanh nghiệp duy trì vận hành an toàn, bền vững. Cùng Đặng Gia khám phá những biện pháp lý tưởng sau đây:

• Thiết kế nhà xưởng thông thoáng, tách biệt khu sinh bụi. Xưởng cần có luồng gió tự nhiên, cửa thông gió hoặc quạt hút cưỡng bức, giảm nồng độ bụi tích tụ.
• Lắp đặt chụp hút, ống dẫn, máy hút bụi túi vải,... ngay tại điểm gia công, mài, cắt, trộn,... Thu gom bụi, tránh khuếch tán ra toàn xưởng.
• Áp dụng công nghệ sản xuất khép kín các công đoạn sinh bụi giúp hạn chế tối đa tiếp xúc trực tiếp.
• Định kỳ bảo dưỡng thiết bị lọc bụi để duy trì hiệu suất và tránh rò rỉ bụi ngược.
• Dùng khẩu trang N95, mặt nạ lọc bụi, kính, quần áo chống bụi cho công nhân ở khu vực có nguy cơ cao.
• Ứng dụng hệ thống phun sương áp lực cao ở khu vực nghiền, trộn, hoặc bốc dỡ vật liệu để hạ bụi bay trong không khí.
• Dùng máy hút bụi công nghiệp để vệ sinh xưởng định kỳ thay cho quét khô nhằm tránh khuấy bụi trở lại.
• Giám sát và đo nồng độ bụi định kỳ để kiểm soát và cảnh báo sớm khi vượt ngưỡng.
• Thay thế nguyên liệu, máy móc hoặc phương pháp gia công tạo ít bụi hơn.

Bụi trong sản xuất tuy nhỏ nhưng “sức công phá” cực khủng khiếp. Các hệ thống xử lý, phòng tránh bụi là vô cùng cần thiết. Nó là nền móng giúp tạo môi trường lao động an toàn, hiệu quả.