›

Khóa luận Đánh giá hiện trạng nước thải của phân xưởng kẽm Xí Nghiệp kẽm chì làng Hích - Tân Long - Đồng Hỷ - Thái Nguyên

pdf 61 trang thiennha21 13/04/2022 6300
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Khóa luận Đánh giá hiện trạng nước thải của phân xưởng kẽm Xí Nghiệp kẽm chì làng Hích - Tân Long - Đồng Hỷ - Thái Nguyên", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfkhoa_luan_danh_gia_hien_trang_nuoc_thai_cua_phan_xuong_kem_x.pdf

Nội dung text: Khóa luận Đánh giá hiện trạng nước thải của phân xưởng kẽm Xí Nghiệp kẽm chì làng Hích - Tân Long - Đồng Hỷ - Thái Nguyên

  1. ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM DƯƠNG MẠNH TÙNG Tên chuyên đề: ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG NƯỚC THẢI PHÂN XƯỞNG KẼM XÍ NGHIỆP KẼM LÀNG HÍCH, TÂN LONG, ĐỒNG HỶ, THÁI NGUYÊN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Khoa học môi trường Khoa : Môi trường Khóa học : 2015 - 2019 Thái Nguyên - 2019
  2. ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM DƯƠNG MẠNH TÙNG Tên chuyên đề: ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG NƯỚC THẢI PHÂN XƯỞNG KẼM XÍ NGHIỆP KẼM LÀNG HÍCH, TÂN LONG, ĐỒNG HỶ, THÁI NGUYÊN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Khoa học môi trường Lớp : K47 - KHMT Khoa : Môi trường Khóa học : 2015 - 2019 Giảng viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Chí Hiểu Thái Nguyên - 2019
  3. i LỜI CẢM ƠN Thời gian thực tập tốt nghiệp là giai đoạn cần thiết đối với mỗi sinh viên trong các trường chuyên nghiệp, nhằm hệ thống lại toàn bộ chương trình đã học, vận dụng lý thuyết vào thực tiễn. Qua đó sinh viên khi ra trường sẽ hoàn thành về kiến thức, lý luận, phương pháp làm việc, năng lực công tác, nhằm đáp ứng nhu cầu thực tiễn và nghiên cứu khoa học. Được sự đồng ý của ban chủ nhiệm khoa Môi trường, em được giới thiệu về thực tập ở phòng thí nghiệm khoa Môi trường, khoa Môi trường, trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên, với đề tài nghiên cứu: "Đánh giá hiện trạng nước thải phân xưởng kẽm Xí nghiệp kẽm làng Hích, Tân Long, Đồng Hỷ, Thái Nguyên". Kết thúc thực tập, hoàn thành đề tài tốt nghiệp cũng là hoàn thành khóa học, nhân dịp này em xin bày tỏ lòng biết ơn tới các Thầy giáo, Cô giáo trong khoa Môi trường đã truyền đạt kiến thức và kỹ năng cho em trong suốt thời gian học tập và rèn luyện tại trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên, em xin chân thành cảm ơn các cô giáo làm việc tại phòng thí nghiêm khoa Môi trường cùng các cán bộ phòng An toàn môi trường – Xí Nghiệp Kẽm Chì Làng Hích- Tân Long-Đồng Hỷ-Thái Nguyên đã nhiệt tình giúp đỡ em trong suốt thời gian thực tập. Đặc biệt em xin tỏ lòng biết ơn tới Thầy giáo TS Nguyễn Chí Hiểu đã nhiệt tình chỉ bảo, hướng dẫn em hoàn thành đề tài tốt nghiệp này. Em rất mong nhận được sự đóng góp của các thầy cô giáo để khóa luận của em được hoàn chỉnh hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày 25 tháng 5 năm 2019 Sinh viên Dương Mạnh Tùng
  4. ii DANH MỤC BẢNG Bảng 4.1. Nguồn nguyên liệu chính cấp cho phân xưởng kẽm Nhà máy xí nghiệp kẽm chì làng Hích. 21 Bảng 4.2. Thành phần hoá học tinh quặng kẽm sulfua (%) 22 Bảng 4.3. Thành phần hoá học bột ôxit kẽm (%) 22 Bảng 4.4. Thành phần của kẽm thỏi 36 Bảng 4.5. Các hạng mục công trình và thiết bị của hệ thống xử lý nước cải tạo 39 Bảng 4.6. Kết quả phân tích mẫu nước thải tại nhà máy đầu vào chỉ tiêu vật lý, hóa học 41 Bảng 4.7. Kết quả phân tích mẫu nước thải tại nhà máy đầu vào chỉ tiêu kim loại nặng 42 Bảng 4.8. Kết quả phân tích mẫu nước thải của nhà máy đầu ra chỉ tiêu vật lý, hóa học 43 Bảng 4.9. Kết quả phân tích mẫu nước thải tại nhà máy đầu ra chỉ tiêu kim loại nặng 45
  5. iii DANH MỤC HÌNH Hình 4.1. Lưu trình công nghệ thiêu lớp sôi tinh quặng kẽm sulfua 25 Hình 4.2. Hoà tách tinh quặng sulfua kẽm và bột oxít kẽm sau thiêu 26 Hình 4.3. Sơ đồ hòa tách kẽm oxit thiêu 27 Hình 4.4. Sơ đồ công nghệ hòa tách tinh quặng kẽm sulfua thiêu 29 Hình 4.5. Sơ đồ công nghệ làm sạch dung dịch 31 Hình 4.6. Sơ đồ công nghệ điện phân 33 Hình 4.7. Sơ đồ công nghệ nấu đúc 34 Hình 4.8. Sơ đồ sản xuất axit sunfuric 35 Hình 4.9. Sản phẩm Axít sunfuaric (H2SO4) 35 Hình 4.10. Hình dạng và kích thước của thỏi kẽm qui định 36 Hình 4.11. Thỏi kẽm thành phẩm 36 Hình 4.12. Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải nhà máy 37 Hình 4.13. Biểu đồ so sánh các chỉ tiêu vật lý và hóa học của nước thải trước khi qua xử lý với QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B) 41 Hình 4.14. Biểu đồ so sánh các chỉ tiêu kim loại nặng với QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B) trước khi qua hệ thống xử lý 42 Hình 4.15. Biểu đồ so sánh các chỉ tiêu vật lý và hóa học với QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B) của nước thải sau khi qua xử lý 44 Hình 4.16. Biểu đồ so sánh các chỉ kim loại nặng với QCVN 40:2011/BTNMT 45 Hình 4.17. Biểu đồ so sánh kết quả phân tích mẫu nước thải của nhà máy luyện kim màu Thái Nguyên trước và sau khi qua hệ thống xử lý nước với quy chuẩn của QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B) 46
  6. iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BGH Ban giám hiệu BOD BOD (Biochemical oxygen Demand - nhu cầu oxy sinh hoá) là lượng oxy cần thiết để vi sinh vật oxy hoá các chất hữu cơ theo phản ứng BTNMT Bộ Tài Nguyên Môi Trường BVMT Bảo vệ môi trường DO Là lượng oxy hoà tan trong nước cần thiết cho sự hô hấp của các sinh vật nước CHXHCNVN Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam CNH-HĐH Công nghiệp hóa - Hiện đại hóa COD (Chemical Oxygen Demand - nhu cầu oxy hóa học) là lượng oxy cần thiết để oxy hoá các hợp chất hoá học trong nước bao gồm cả vô cơ và hữu cơ DO Là lượng oxy hoà tan trong nước cần thiết cho sự hô hấp của các sinh vật nước ĐH Đại học KLN Kim loại nặng NĐ-CP Nghị định - Chính phủ pH pH là chỉ số đo độ hoạt động (hoạt độ) của các ion hiđrô (H+) trong dung dịch và vì vậy là độ axít hay bazơ của nó QCVN Quy chuẩn Việt Nam QĐ-BTNMT Quyết định - Bộ tài nguyên môi trường QH Quốc hội
  7. v TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TKV Tập đoàn công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam (tên tiếng Anh: Vietnam National Coal - Mineral Industries Group- Vinacomin) TT Thông tư TSS Hàm lượng chất rắn lơ lửng TP HCM Thành phố Hồ CHí Minh UBND Ủy ban nhân dân VSV Vi sinh vật KCN Khu công nghiệp SMEWW SMEWW là chữ viết tắt của cụm từ tiếng Anh Standard Methods for the Examination of Water and Waste Water có nghĩa là Các phương pháp chuẩn xét nghiệm nước và nước thải
  8. vi MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i DANH MỤC BẢNG ii DANH MỤC HÌNH iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT iv MỤC LỤC vi PHẦN 1. MỞ ĐẦU 1 1.1. Đặt vấn đề 1 1.2. Mục tiêu và yêu cầu của đề tài 2 1.2.1.Mục tiêu của đề tài Error! Bookmark not defined. 1.2.2. Yêu cầu đề tài Error! Bookmark not defined. 1.3. Ý nghĩa của đề tài 2 PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4 2.1. Cơ sở khoa học 4 2.1.1. Một số khái niệm về môi trường 4 2.1.2. Cơ sở pháp lý 5 2.2. Tổng quan về nước thải trên thế giới, Việt Nam và tỉnh Thái Nguyên 7 2.2.1. Hiện trạng nước thải trên thế giới và Viêt Nam 7 2.2.2. Hiện Trạng Nước Thải Kẽm Chì trên thế giới và Việt Nam 9 2.3. Một số công nghệ trên thế giới và việt nam về xử lý nước thải 11 2.3.1. Trên thế giới 11 PHẦN 3. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17 3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 17 3.1.1.Đối tượng nghiên cứu 17 3.1.2.Phạm vi nghiên cứu 17
  9. vii 3.2. Địa điểm và thời gian tiến hành 17 3.3. Nội dung nghiên cứu 17 3.4. Các chỉ tiêu theo dõi 17 3.5. Phương pháp nghiên cứu 17 3.5.1. Phương pháp thu thập số liệu 17 3.5.2. Phương pháp kế thừa 18 3.5.3. Phương pháp so sánh 18 3.5.4. Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu nước thải 18 3.5.5. Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm 19 3.5.6. Phương pháp khảo sát thực địa 19 PHẦN 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 20 4.1. Khái quát chung về Phân xưởng kẽm làng Hích 20 4.1.1 lịch sử hình thành 20 4.1.2 Quy trình sản xuất của phân xưởng 20 4.1.3. Công nghệ sản xuất hiện tại 23 4.1.3. Sản phẩm đầu ra. 35 4.2. Hiện trạng nước thải của phân xưởng 41 4.2.1 Hiện trạng của nước thải khi chưa qua xử lý 41 4.3. Công nghệ xử lý nước của nhà máy 43 4.3.1.Hiệu quả sử lý nước thải của phân xưởng 38 4.4. Đề xuất giải pháp 41 PHẦN 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 49 5.1. Kết luận 49 5.2. Kiến nghị 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO 51
  10. 1 PHẦN 1 MỞ ĐẦU 1.1. Đặt vấn đề Việt Nam đang trên con đường phát triển tiến, bước vào thời kì công nghiệp hóa - hiện đại hóa nhằm phát triển kinh tế - xã hội cho dất nước. Sự phát triển công nghiệp hóa - hiện đại hóa đang diễn ra rất mạnh mẽ, mang lại nhiều lợi ích cho nền kinh tế và nâng cao đời sống cho người dân. Tuy nhiên ngoài những lợi ích mà kinh tế- xã hội đã đạt được thì tình trạng ô nhiễm môi trường do mặt trái của những hoạt động trên đã gây ra ở mức báo động. Môi trường nói chung và môi trường nước nói riêng đang bị ô nhiễm trầm trọng, đe dọa tới sức khỏe và cuộc sống của người dân ở nhiều địa phương. Thái Nguyên là một tỉnh trung du miền núi phía Bắc có tiềm năng phát triển kinh tế mạnh mẽ, trong đó việc hình thành và phát triển các khu công nghiệp, cụm công nghiệp đang trở thành một thế mạnh kinh tế trong khu vực phía Bắc như: khu công nghiệp Sông Công, cụm công nghiệp Điềm Thụy, khu công nghiệp Lưu Xá – Gang Thép Thái Nguyên, Nhưng sự ra đời và hoạt động của nhiều nhà máy, xí nghiệp trong khu vực đã làm cho môi trường ngày càng trở nên xấu đi và nhiều vùng bị ô nhiễm trầm trọng (Trung tâm xúc tiến và đầu tư tỉnh Thái Nguyên, 2010) [7]. Nhà máy Kẽm điện phân Thái Nguyên là thành viên của công ty Kim loại màu Thái Nguyên thuộc Tổng công ty Khoáng sản - TKV, Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam được thành lập ngày 20/3/2006 theo Quyết định thành lập số 299/QĐ – TCLĐ ngày 20/3/2006 của hội đồng quản trị Tổng công ty Khoáng sản -TKV. Chuyên sản xuất các sản phẩm kẽm kim loại; a xít Sulphuaric, các nguyên tố cộng sinh, đồng, cadimi xốp, chì. Nhưng sản phẩm chủ yếu là kẽm thỏi.
  11. 2 Nhà máy thành lập, đã giải quyết các vấn đề cấp bách hiện nay như hạn chế lãng phí tài nguyên, tận thu các nguồn nguyên liệu bị bỏ phí, tạo việc là cho công nhân quanh khu vực. Tuy nhiên, sự chú trọng phát triển kinh tế trong một thời gian dài của nhà máy đã và đang gây ảnh hưởng xấu tới môi trường khu vực do vậy nhà máy cũng không nằm ngoài danh sách những đơn vị gây ô nhiễm môi trường trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên Do vậy vấn đề đặt ra hiện nay là phải đánh giá chính xác hiện trạng môi trường nước thải của công ty, cụ thể là Nhà máy Kẽm điện phân Thái Nguyên, quản lý và kiểm soát được các nguồn gây ô nhiễm nước để duy trì chất lượng nước mặt nhằm đảm bảo cho sự phát triển bền vững của môi trường. Xuất phát từ vấn đề thực tế trên, được sự nhất trí của Ban Giám hiệu nhà trường, Ban chủ nhiệm khoa Môi trường, dưới sự hướng dẫn của cô giáo TS. Nguyễn Chí Hiểu em đã tiến hành nghiên cứu đề tài: “Đánh giá hiện trạng nước thải của phân xưởng kẽm Xí Nghiệp kẽm chì làng Hích-Tân Long-Đồng Hỷ-Thái Nguyên”. 1.2. Mục tiêu của đề tài - giới thiệu khái quát về phân xưởng kẽm xí nghiệp nkemx chì làng hích - Đánh giá được hiện trạng chất lượng nước thải tại phân xưởng kẽm xí nghiệp kẽm chì làng Hích - Tìm hiểu công nghệ xử lý nước thải tại phân xưởng kẽm Nhà máy xí nghiệp kẽm chì làng Hích - Công tác sử lý,hiệu quả xử lý của phân xưởng kẽm chì xí nghiệp kẽm chì làng Hích - Xác định nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường nước thải tạiphân xưởng kẽm xí nghiệp kẽm chì làng Hích - Đề xuất một số giải pháp xử lý nước thải tại xí nghiệp kẽm làng Hích. 1.3. Ý nghĩa của đề tài Ý nghĩa trong khoa học
  12. 3 - Tạo cho em cơ hội vận dụng lý thuyết vào thực tiễn, cách thức tiếp cận và thực hiện một đề tài nghiên cứu khoa học. - Bổ sung kinh nghiệm học tập. - Nâng cao kiến thức, kỹ năng tổng hợp, phân tích số liệu và rút ra những kinh nghiệm thực tế phục vụ cho công tác sau này. - Là tài liệu cho học tập và nghiên cứu khoa học. Ý nghĩa trong thực tiễn - Tìm hiểu được mức độ ô nhiễm của ngành luyện kim - Phản ánh thực trạng chất lượng môi trường nước của nhà máy - Tạo cơ sở cho công tác hoạch định chính sách bảo vệ môi trường và kế hoạch phát triển kinh tế xã hội của cơ sở - Cảnh báo các vấn đề cấp bách và nguy cơ tiềm ẩn về ô nhiễm suy thoái chất lượng môi trường nước - Nâng cao nhận thức, tuyên truyền, giáo dục về bảo vệ môi trường cho các thành viên tham gia hoạt động khoáng sản.
  13. 4 PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. Cơ sở khoa học 2.1.1. Một số khái niệm về môi trường - Môi trường: môi trường là tập hợp tất cả các yếu tố tự nhiên và xã hội bao quanh con người, ảnh hưởng tới con người và tác động đến hoạt động sống của con người như: không khí, nước, độ ẩm, sinh vật, xã hội loài người và các thể chế (Bộ Tài nguyên và Môi trường, 1995) [3]. - Ô nhiễm môi trường: ô nhiễm môi trường là sự biến đổi các thành phần môi trường không phù hợp với các TCVN, gây ảnh hưởng xấu đến con người và vi sinh vật (Bộ Tài nguyên và Môi trường, 1995) [3]. - Ô nhiễm môi trường nước: ô nhiễm môi trường nước là sự thay đổi thành phần và tính chất của nước gây ảnh hưởng tới hoạt động sống bình thường của con người và VSV (Bộ tài nguyên và môi trường, 2008) [4]. - Đánh giá chất lượng nước: theo Escap (1994) [12], chất lượng nước được đánh giá bởi các thông số, chỉ tiêu là: Các thông số lý học: + Nhiệt độ: nhiệt độ tác động tới các quá trình sinh hóa diễn ra trong nguồn nước tự nhiên. Sự thay đổi về nhiệt kéo theo các thay đổi về chất lượng nước, tốc độ, dạng phân hủy các hợp chất hữu cơ, nồng độ oxi hòa tan. + pH: là chỉ số thể hiện độ axit hay bazo của nước, là yếu tố môi trường ảnh hưởng tới tốc độ phát triển và sự giới hạn phát triển của vsv trong nước. Các thông số hóa học: + BOD: là lượng oxi cần thiết để vsv phân hủy các chất hữu cơ trong điều kiện tiêu chuẩn về nhiệt độvà thời gian. + COD: là lượng oxi cần thiết để oxi hóa các hợp chất hóa học trong nước.
  14. 5 + NO3: là sản phẩm cuối cùng của quá trình phân hủy các chất có chứa Nitơ có trong nước thải. Các yếu tố KLN: các kim loại nặng ở hàm lượng nhỏ thì chúng là yếu tố cần thiết cho sự phát triển của các loại động, thực vật nhưng khi ở hàm lượng lớn chúng là nguyên nhân gây độc hại cho sinh vật và con người thông qua chuỗi mắt xích thức ăn. Các thông số sinh học: Coliform: là nhóm vsv quan trọng trong chỉ thịmôi trường, xác định mức độ ô nhiễm bẩn về mặt sinh học của nguồn nước (Escap, 1994) [12]. - Nước thải: Nước thải là nước được thải ra sau khi đã qua sử dụng hoặc được tạo ra trong một quá trình công nghệ và không còn giá trị trực tiếp đối với quá trình đó (Theo TCVN 5980-1995 và ISO 6107-1 1980) [11]. - Nguồn nước thải: Do hoạt động nhân tạo hay tự nhiên mà thành phần nước thay đổi do nhiều loại chất được đưa vào nguồn nước. Khi lượng chất thải được đưa vào nguồn nước quá nhiều, vượt qua khả năng tự làm sạch thì nước sẽ bị ô nhiễm. - Các nguồn gây ô nhiễm: + Sinh hoạt của con người. + Nước thải công nghiệp. + Hoạt động nông nghiệp. + Nước mưa chảy tràn. + Hoạt động du lịch thương mại. + Hoạt động tàu thuyền. 2.1.2. Cơ sở pháp lý - Luật Bảo vệ môi trường do Quốc hội Nước CHXHCN Việt Nam khóa XIII kỳ họp thứ 7 thông qua ngày 23/06/2014 và có hiệu lực thi hành từ ngày 01/01/2015.
  15. 6 - Luật Tài nguyên nước đã được Quốc hội Nước CHXHCN Việt Nam thông qua ngày 21/06/2012. - Luật Khoáng sản số 60/2010/QH12 được Quốc hội Nước CHXHCN Việt Nam khóa XII, kỳ họp thứ 8 thông qua 17/11/2010. - Nghị định số 19/2015/NĐ-CP về việc quy định chi tiết hướng dẫn thi hành một số điều của Luật BVMT. - Thông tư 38/2015/TT-BTNMT thông tư hướng dẫn về cải tạo, phục hồi môi trường trong hoạt động khai thác khoáng sản. - Nghị định 155/2016/NĐ-CP quy định về việc xử phạt hành chính trong lĩnh vực BVMT. - Quyết định số 3859/2017/QĐ-BKCN ngày 29/12/2017 về việc ban hành tiêu chuẩn Quốc gia. - Quyết định số 16/2008/QĐ-BTNMT ngày 31/12/2008 của BTNMT về việc ban hành quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về môi trường. Một số TCVN, QCVN liên quan đến chất lượng nước: - TCVN 6663-1: 2011 - Chất lượng nước - Hướng dẫn lập chương trình lấy mẫu và kỹ thuật lấy mẫu. - TCVN 6663-11: 2011- Chất lượng nước - Lấy mẫu. Hướng dẫn lấy mẫu nước ngầm. - TCVN 6663-6: 2008 - Chất lượng nước - Lấy mẫu. Hướng dẫn bảo quản và xử lý mẫu. - QCVN 08-MT:2015/ BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước mặt. - QCVN 09-MT:2015/ BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước ngầm. - QCVN 40:2011/BTNMT: Quy chuẩn quốc gia về nước thải công nghiệp.
  16. 7 - TCVN 5996:1995 (ISO 5667- 6: 1990) – Chất lượng mẫu – Lấy mẫu. Hướng dẫn lấy mẫu sông và suối; - QCVN 08: 2008/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước mặt; - QCVN 09: 2008/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước ngầm - QCVN 40: 2011/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về nước thải công nghiệp. 2.2. Tổng quan về nước thải trên thế giới, Việt Nam và tỉnh Thái Nguyên 2.2.1. Hiện trạng nước thải trên thế giới và Viêt Nam * Thế giới Trong thập niên 60, ô nhiễm nước lục địa và đại dương gia tăng với nhịp độ đáng lo ngại. Tiến độ ô nhiễm nước phản ánh trung thực tiến bộ phát triển kỹ nghệ. Ta có thể kể ra đây vài thí dụ tiêu biểu. Anh Quốc chẳng hạn: Ðầu thế kỷ 19, sông Tamise rất sạch. Nó trở thành ốngcống lộ thiên vào giữa thếkỷ này. Các sông khác cũng có tình trạng tương tự trước khi người ta đưa ra các biện pháp bảo vệ nghiêm ngặt. Nước Pháp rộng hơn, kỹ nghệ phân tán và nhiều sông lớn, nhưng vấn đề cũng không khác bao nhiêu. Dân Paris còn uống nước sông Seine đến cuối thế kỷ 18. Từ đó vấn đề đổi khác: các sông lớn và nước ngầm nhiều nơi không còn dùng làm nước sinh hoạt được nữa, 5.000 km sông của Pháp bị ô nhiễm mãn tính. Sông Rhin chảy qua vùng kỹ nghệ hóa mạnh, khu vực có hơn 40 triệu người, là nạn nhân của nhiều tai nạn (như nạn cháy nhà máy thuốc Sandoz ở Bâle năm 1986 chẳng hạn) thêm vào các nguồn ô nhiễm thường xuyên. Ở Hoa Kỳ tình trạng thảm thương ở bờ phía đông cũng như nhiều vùng khác. Vùng Ðại hồ bị ô nhiễm nặng, trong đó hồ Erie, Ontario đặc biệt nghiêm trọng (Nguyễn Hồng Thái và cs, 2009) [9]
  17. 8 * Ở Việt Nam Nước ta hiện có nền công nghiệp chưa thực sự phát triển, mặc dù chịu ảnh hưởng bởi xu thế đô thị hóa mạnh mẽ nhưng các khu công nghiệp và các đô thị vẫn chưa nhiều, tuy vậy tình trạng ô nhiễm nước đã xảy ra ở rất nhiều nơi, trên biển, ở các sông suối, trong cả tầng nước ngầm và với các mức độ nghiêm trọng khác nhau (Cao Liêm và cs, 1990) [5]. Đầu tiên là về ô nhiễm biển. Do có đường bờ biển thuộc loại dài nên khi ô nhiễm biển xảy ra thì sẽ cực kỳ phức tạp. Do sự gia tăng của các hoạt động kinh tế nói chung nên hầu hết vùng thềm lục địa đã bị ô nhiễm. Sự ô nhiễm còn bắt đầu lan ra cả ngoài khơi. Điển hình như ở cảng Hải Phòng, bình quân hằng năm có tới hơn 1.500 lượt tàu vận tải biển cập cảng Hải Phòng. Lượng dầu cặn qua sử dụng trong hành trình vận tải của mỗi tàu khi đến cảng từ 5 m3 đến 10 m3. Như vậy, hàng nghìn m3 dầu cặn qua sử dụng cùng với rác thải sinh hoạt của người dân vạn chài và khách du lịch đã xả tự nhiên theo nhiều cách xuống biển. Tình hình ô nhiễm nước ngọt còn trầm trọng hơn rất nhiều. Công nghiệp là nguyên nhân chính gây ô nhiễm nước ngọt, trong đó mỗi ngành có một loại nước thải khác nhau. KCN Việt Trì xả mỗi ngày hàng trăm ngàn mét khối nước thải của nhà máy hóa chất, thuốc trừ sâu, giấy, dệt khoảng 168.000 m3/ngày đêm xuống hạ lưu cùng một lượng nước thải công nghiệp và sinh hoạt không nhỏ từ thượng nguồn Trung Quốc đã làm chất lượng nước sông Hồng ngày càng xấu đi theo cả không gian và thời gian. Ở Hà Nội các sông như Tô Lịch, sông Sét, sông Lừ có màu đen và hôi thối. Đặc biệt, KCN Biên Hòa- Đồng Nai và TP HCM tạo ra nguồn nước thải công nghiệp và sinh hoạt rất lớn, làm nhiễm bẩn tất cả các sông rạch ở đây và cả vùng phụ cận. Gần đây, với sự kiện nhà máy VEDAN và sự ô nhiễm sông Thị Vải, nhà nước mới thực sự vào cuộc.Sông Tô Lịch, một trong những dòng sông "đen" giữa Hà Nội.Nông
  18. 9 nghiệp là ngành sử dụng nhiều nước nhất trong cơ cấu kinh tế của đất nước. Nước được sử dụng để tưới cho lúa và hoa màu, tập trung ở đồng bằng sông Hồng và sông Cửu Long. Việc sử dụng nông dược và phân bón hóa học không đúng cách càng góp thêm phần ô nhiễm môi trường nông thôn. Nước dùng trong sinh hoạt của dân cư ngày càng tăng nhanh do dân số và các đô thị. Nước cống từ nước thải từ sinh hoạt cộng với nước thải của các cơ sở tiểu thủ công nghiệp trong khu dân cư là đặc trưng ô nhiễm của các đô thị ở nước ta. Ðiều đáng nói là các loại nước thải đều được trực tiếp thải ra môi trường, chưa qua xử lý gì cả, vì nước ta chưa có hệ thống xử lý nước thải nào đúng nghĩa như tên gọi của nó. Nước ngầm cũng bị ô nhiễm cùng với sự ô nhiễm nước sông hồ. Việc khai thác tràn lan nước ngầm làm cho hiện tượng nhiễm mặn và nhiễm phèn xảy ra ở những vùng ven biển sông Hồng, sông Thái Bình, sông Cửu Long, ven biển miền Trung (Cao Liêm và cs, 1990) [5]. 2.2.2. Hiện Trạng Nước Thải Kẽm Chì trên thế giới và Việt Nam * Trên thế giới Trên thế giới lượng nước thải từ hoạt đông khai thác và chế biến chì kẽm cũng đang có nguy cơ ảnh hưởng đến môi trường là rất lớn có ba mỏ kẽm lớn nhất thế giới là tại Ấn Độ, Australia và Alaska với chữ lượng lần lượt là 6,15 triệu tấn,490.000 tấn và 13,1 triệu tấn / năm Với chữ lượng khổng lồ như vậy tuy nhiên việc sử lý nước thải của các mỏ lớn nay khá tốt do các công nghệ sử lý hiện đại và tân tiến. Tuy nhiên do lượng nước thải lớn nên ít nhiều cũng sẽ ảnh hưởng tới môi trường. * Tại Việt Nam Tại Việt Nam do việc khai thác chế chế biến kẽm chì ảnh hưởng khá lớn đến môi trường xung quanh đặc biệt là nước thải.Cũng có những vấn đề lớn
  19. 10 xẩy ra như “ vỡ bể chưa thải của nhà máy kẽm chì ơ Cao Bằng” hàng trăm nghìn m3 nước thải và bùn chày ra môi trường và sông Gâm. Việt Nam cũng đang nỗ lực để giảm thiểu và sử lý nước thải của các nhà máy kẽm chì,Các phương pháp từ hóa học vật lý hay sinh học đã và đang hoạt động khá tốt tuy nhiên cần nâng cấp công nghệ sản xuất cũng như công nghệ sử lý nước thải,học hỏi nâng cao đội ngũ cán bộ môi trường tại các cơ sở,xí nghiệp.Thanh tra kiểm soát chặt chẽ hơn nữa đối với các vấn đề về môi trường. 2.2.3. Tổng quan về nước thải tại thành phố Thái Nguyên Mỗi năm, các cơ sở sản xuất công nghiệp của tỉnh Thái Nguyên thải ra khoảng 19 triệu m3/năm và được dự báo gia tăng 22% mỗi năm, nước thải sinh hoạt phát sinh khoảng 90.000m3/ngày, 100% nước thải sinh hoạt đang thải trực tiếp ra sông Cầu và các thủy vực tiếp cận. Trung tâm Quan trắc và Công nghệ môi trường Thái Nguyên đánh giá, chất lượng nước sông Cầu ở hầu hết các địa phương đều không đạt tiêu chuẩn chất lượng là nguồn nước cấp cho mục đích sinh hoạt (QCVN 08:2008/BTNMT (A)). Tuy nhiên, chất lượng nước tại khu vực thượng lưu tốt hơn so với hạ lưu, đặc biệt đoạn Sông Cầu chảy qua khu vực thành phố Thái Nguyên. Hiện nay, tại các suối tiếp nhận trực tiếp nước thải từ các hoạt động đô thị, công nghiệp, khai khoáng, mức độ ô nhiễm tại các suối là rất lớn. Đặc biệt, các suối tiếp nhận nước thải của TP. Thái Nguyên, mức độ ô nhiễm hữu cơ, dinh dưỡng là rất cao, so với QCVN, hàm lượng BOD vượt trên 2 lần, hàm lượng amoni vượt 16 lần, hàm lượng tổng dầu mỡ vượt gần 8 lần. Đặc biệt, tại suối Cam Giá - suối tiếp nhận nước thải của KCN gang thép Lưu Xá, suối Văn Dương - suối tiếp nhận nước thải của KCN Sông Công), hàm lượng Cd vượt so với QCVN. Nước mặt suối Cam Giá có môi trường trung tính pH dao động trong khoảng 7,1-7,2, ôxy hòa tan không lớn dao động từ 4,0 - 4,2, trước điểm tiếp
  20. 11 nhận nước thải không ô nhiễm hữu cơ và kim loại nặng nhưng bị ô nhiễm vi sinh, giá trị Coliform vượt hơn 1 lần so với QCVN. Đoạn suối Cam Giá sau khi tiếp nhận nước thải sản xuất của KCN bị ô nhiễm cao thành phần hữu cơ, kim loại nặng và vi sinh BOD5, COD, Cd, Pb, Phenol và Coliform đều vượt hơn 1 lần, amoni vượt hơn 2 lần so với QCVN. Có thể thấy, chất lượng nước mặt suối Cam Giá sau khi tiếp nhận nước thải sản xuất của KCN Lưu Xá giảm đi đáng kể so với đoạn trước, nước bị ô nhiễm hợp chất hữu cơ, dinh dưỡng và kim loại nặng là Pb, Cd. Đây là các thành phần có hàm lượng rất cao trong nước thải sản xuất của KCN. Chất lượng nước suối khu vực này không đảm bảo sử dụng cho mục đích tưới tiêu thủy lợi [13]. 2.3. Một số công nghệ trên thế giới và việt nam về xử lý nước thải 2.3.1. Trên thế giới * Tại Singapore Với tốc độ sụt giảm nguồn cấp nước hồ chứa Jatiluhur miền Tây Java, cư dân Jakarta sắp phải đối mặt với những cơn khát. Ở nước láng giềng Singapore, nơi vẫn phải nhập khẩu nước, người ta đang dùng nước thải để làm nguồn cấp nước thay thế.“Đừng lo khát nước! Bạn có thể uống Nước Mới của chúng tôi,” một hướng dẫn viên nói với các nhà báo và viên chức của UN Habitat đang tham quan trung tâm NEWater tại Singapore. Được hỏi về ý nghĩa của từ NEWater, Henry Yap, hướng dẫn viên nói trên giải thích rằng đó là loại “nước mới”, sạch, mát và trong như pha lê. “Nước mới” có mùi vị chả khác gì các loại nước đóng chai khác và là thương hiệu của loại nước được “chế tạo” từ những cống thoát nước của Singapore. Nước thải sinh hoạt được xử lý bằng 2 công nghệ tiên tiến: màng lọc UF và tia cực tím UV. “Uống nước mới rất an toàn vì được xử lý bằng công nghệ lọc tuyệt vời,” Yap vừa nói vừa phân phát những chai “Nước Mới” cho khách thăm, trong đó có rất nhiều phóng viên từ
  21. 12 TQ, Ấn Độ, Indo, Malay, Lào, Nepal, Pakistan và Việt Nam. Theo như thành phần công bố trên nhãn mác, NEWater có cả carbohydrates, protein và soda. Trung tâm giới thiệu Nước Mới được khai trương từtháng 2 năm 2003 gần Sungei Bedok, nhằm cung cấp cho người dân những hiểu biết vềtài nguyên nước và giới thiệu công nghệ cho sinh viên và du khách. NEWater là một trong bốn chiến lược nước sạch của Singapore, đảo quốc nhỏ với 4,2 triệu cư dân, vốn không được thiên nhiên ban tặng nguồn nước ngọt tự nhiên như những quốc gia láng giềng: Indonesia, Malaysia, Philippines và Việt Nam.“NEWater là một kỳ tích của Singapore,” - Nordin Mahmood, trợ lý quản trị thuộc Ủy ban Cơ sở Hạ tầng Singapore (Public Utilities Board - PUB), cơ quan quản lý nguồn nước quốc gia. Hàng chục năm nay Singapore phải nhập khẩu nước từ bang Johor - Malaysia. Nhưng 2 hiệp ước mua bán nước cấp quốc gia hết hạn lần lượt vào các năm 2011 và 2061, và quan hệ song phương thường bị ảnh hưởng bởi những bất đồng về giá nước thô.“Chúng ta ngày càng đông đúc, tốc độ đô thị hóa, công nghiệp hóa làm cho hòn đảo vốn dĩ đã nhỏ càng thêm chật chội, không còn đủ chỗ để tích trữ nước nữa,” Ông Tan Gee Paw, chủ tịch Ủy ban PUB phát biểu. “Dân sốvà kinh tế tăng đồng nghĩa với nguồn nước sẽ thiếu,” Ông Paw nói thêm. Để đáp ứng nguồn nước cho Singapore, năm 2002 chính phủ đã quyết định phát triển NEWater thành một nguồn cấp nước tin cậy, không phụ thuộc vào thiên nhiên Muốn tái sửdụng nước thải, NEWater đã pha trộn nước thải trong các hồ trữ với nguồn nước thô để chuẩn bị cho các công đoạn tiếp theo. Mặc dù chi phí đầu tư không nhỏ nhưng chính phủ vẫn quyế định dùng cả 3 cấp xử lý: Lọc Ultra (UF), lọc thẩm thấu ngược (RO) và thanh trùng bằng tia cực tím (UV), đảm bảo độ tinh khiết tối đa của thành phẩm NEWater. Nước sau khi qua màng UF đảm bảo chỉ còn các ion muối khoáng hòa tan, một số phân tử hữu cơ, tuyệt đối không còn các loại cặn, vi khuẩn, tảo, nấm và virus. Công đoạn tiếp theo là Thẩm thấu ngược, sử dụng màng bán
  22. 13 thấm với những lỗ lọc chỉ cho phân tử nước đi qua. Các tạp chất, vi khuẩn, virus và ion kim loại, thuốc trừ sâu không thể qua nổi màng lọc này. Thẩm thấu ngược là công nghệ đã được ứng dụng từ lâu trong ngành sản xuất nước tinh khiết, siêu tinh khiết trong công nghiệp, y tếvà cả trên vũ trụ. Qua công đoạn này nước thải nay đã thực sự tinh khiết nhưng vẫn được xử lý thêm một lần nữa bằng tia cực tím, đảm bảo diệt khuẩn tuyệt đối 100%. Lúc này, Nước mới NEWater đã an toàn cho ăn uống, sinh hoạt và sử dụng vào các mục đích khác. “NEWater trong như pha lê và sạch hơn bất cứ một loại nước nào có trong tự nhiên,” Ông Tan Ban Thong, giám đốc Water Hub, trung tâm hàng đầu nghiên cứu và phát triển công nghệ mới của Singapore nhận xét. Ông còn đùa thêm rằng: “Biến Nước mới NEWater thành rượu vang là bước tiếp theo của chúng tôi,” Tuy nhiên cho đến nay, NEWater vẫn chỉ dung để quảng bá chứ chưa được bán trên thị trường. Lý do: Singapore là một trong những nơi hiếm hoi trên thế giới người ta có thể uống nước trực tiếp từ vòi. Không giống với Singapore, nước máy ở hầu hết các nước trong khu vực như Indonesia, Malaysia, Philipine và Việt Nam đều không thể uống trực tiếp vì nguy cơ nhiễm khuẩn ColiForm và các loại tạp chất (có thểdo hệ thống đường ống cũ kỹ xây dựng từ 80 năm vềtrước, khi những nơi này còn là thuộc địa). ỞSingapore, nước đóng chai chỉ chiếm 0.03 % tổng lượng nước uống So với nhiều quốc gia khác như Pháp, Mỹ, Italia và cả Indonesia, Singapore là nơi có chỉ sốnước tinh khiết bình quân trên đầu người quá thấp. Hiện tại, NEWater mới chỉ được sử dụng trong công nghiệp và các khu thương mại. Từ năm 2003, NEWater được dung chủ yếu trong các nhà máy công nghiệp: sản xuất, làm mát, nồi hơi Bằng cách này, một lượng lớn nước thô nhập khẩu được tập trung cho sinh hoạt. (Báo thương mại Đức) [2]
  23. 14 2.3.2. Tại Việt Nam * Công nghệ NANO VAST xử lý nước nhiễm Asen và kim loại nặng. Trước sự nhiễm độc asen trong nước ngầm ngày càng gia tăng gây ảnh hưởng nghiêm trọng đối với sức khỏe con người, mới đây các nhà khoa học thuộc phòng Hóa vô cơ– Viện Hóa học đã nghiên cứu chế tạo và ứng dụng thành công hệ thống xử lý nước nhiễm asen và kim loại sử dụng công nghệ NanoVAST. Đây được coi là một giải pháp loại bỏ asen và các kim loại nặng hiệu quả, an toàn và kinh tế. Trên cơ sở công nghệ này có thể thiết kế hàng loạt các hệ xử lý asen cho nước ăn uống sử dụng ở quy mô gia đình, cụm gia đình, cơ quan xí nghiệp, trường học, bệnh viện . Nhiễm độc asen trong nước ngầm, được xem là một cuộc khủng hoảng môi trường chưa từng có trong lịch sử thế giới hiện đại. Ô nhiễm asen theo diện rộng đã gây ngộ độc đến số lượng lớn dân chúng. Một nghiên cứu năm 2007 cho thấy có trên 137.000.000 người ở hơn 70 quốc gia có thể bị ảnh hưởng bởi nhiễm độc asen trong nước ăn uống điển hình là: Ấn Độ, Đài Loan, Achentina, Trung Quốc, Mehico, Thái Lan, Chile, Bangladesh, Mỹ, Campuchia, Việt Nam Năm 2002 các nhà khoa học viện Công nghệ Massachusetts đã dự đoán trên toàn thếgiới có khoảng 1,2 triệu trường hợp tăng sắc tốda, 600.000 trường hợp mắc chứng dày biểu bì và sừng hóa da, 125.000 trường hợp ung thư da và 3.000 người chết mỗi năm do ung thư các cơ quan nội tạng liên quan đến việc ăn uống nước có chứa hàm lượng asen cao. Ô nhiễm asen trong nước ngầm (nguồn nước đặc biệt quan trọng cung cấp nước cho người dân) ở Việt Nam là vấn đề đã được khẳng định. Theo đánh giá của WHO, khoảng trên 15 triệu người Việt Nam (gần 1/5 dân số) có thể phải đối mặt với nguy cơ tiềm tàng về nhiễm độc asen do sử dụng các nguồn nước ô nhiễm không được xử lý triệt để. Mức độ ô nhiễm đặc biệt cao ở các tỉnh Hà Nam, Hà Nội, Hưng Yên, Hà Tây, Vĩnh Phúc, Long An, Đồng Tháp, An Giang
  24. 15 và Kiên Giang Do đó, việc loại bỏ asen và các kim loại nặng trong nước ăn uống trở thành nhu cầu cấp thiết, đòi hỏi phải có một giải pháp về công nghệ có hiệu quả. phù hợp với thực tiễn của Việt Nam và có tính khả thi cao. Trong các kỹ thuật sử dụng để loại bỏ asen, hấp phụ được đánh giá là kỹ thuật phổ biến có hiệu quả cao trong xử lý nước. Hàng loạt chất hấp phụ mới được phát triển nhằm nâng cao hiệu quả loại bỏ các chất gây ô nhiễm hữu cơ và vô cơ trong nước đặc biệt là asen. Chất hấp phụ nanocomposite được quan tâm đặc biệt vì chúng kết hợp được bản chất và ưu thế của từng cấu tử nhất là các cấu tử có kích thước nano. Chúng đại diện cho một sự thay thế hấp dẫn, là một chất hấp phụ xúc tác với hoạt tính cao và chọn lọc theo hướng phù hợp với một tác nhân nào đó. Các chất hấp phụ mới tiên tiến có thành phần, cấu trúc, chức năng và đặc tính đặc biệt được nghiên cứu áp dụng trong xử lý nước. Tại Việt Nam việc nghiên cứu loại bỏ asen cho nước sinh hoạt đã bắt đầu từ lâu, nhưng nói chung chúng ta chưa có một công nghệvà vật liệu nào tỏ ra có ưu thế vượt trội trong việc xử lý asen cả ở quy mô gia đình cũng như quy mô công nghiệp. Công nghệ chủ yếu vẫn là oxy hoá cộng kết tủa - lắng lọc đồng thời với quá trình xử lý mangan và sắt có sẵn trong nước ngầm. Đây là một công nghệ cổ điển, hiệu quả loại bỏ asen thấp, sự can thiệp của các tác nhân oxy hoá đôi khi không đem lại kết quả mong muốn. Đi tìm lời giải cho bài toán xử lý asen, gần đây, các nhà khoa học thuộc phòng Hóa vô cơ- Viện Hóa học đã nghiên cứu chế tạo thành công hệ thống xử lý nước nhiễm Asen và kim loại nặng sử dụng công nghệ Nano VAST, trong đó có sử dụng 2 loại vật liệu hấp phụ asen tiên tiến chế tạo trong nước là NC- F20 và NC-MF. Đây là kết quả nghiên cứu của đề tài “Hoàn thiện công nghệvà chế tạo thiết bị xử lý nước nhiễm asen sử dụng vật liệu hấp phụ hiệu năng cao NC-F20 cho vùng nông thôn Hà Nam” thuộc Chương trình mục tiêu quốc gia
  25. 16 vềnước sạch và vệ sinh môi trường nông thôn, do KSC. Phạm Văn Lâm – Phòng Hóa vô cơ- Viện Hóa học làm chủ nhiệm. [14] * Công nghệ xử lý nước thải ở khu công nghiệp Việt Nam – Singapore Nhà máy xử lý nước thải được thiết kế với công suất 6000m3/ngày. Nước thải từ các nhà máy trong khu công nghiệp được thu gom về bể thu nước thải sau khi qua song chắn rác nhằm tách bỏ rác thô, có kích thước lớn. Nước thải từ bể gom được bơm lên sang rác nhỏ dạng trống quay, sau đó đưa vào bể phân phối. Nước thải từ bể phân phối được đưa vào bể điều hòa nhằm mục đích điều hòa về nồng độ lưu lượng trước khi qua các công trình xử lý nước thải sinh học tiếp theo. Từ bể điều hòa, nước thải được dẫn qua chứa và từ đây được bơm lên tháp lọc sinh học. Tháp lọc sinh học được sửdụng vật liệu đệm là tấm plastic xếp song song làm giá thể cho vi sinh vật đính bám phát triển. Tháp lọc sinh học đóng vai trò xử lý sinh học bậc 1 do vi sinh vật dạng đính bám tồn tại đồng thời các chủng hiếu khí, tùy nghi và cá kị khí, có khả năng xử lý ổn định, chịu được sự thay đổi về tải lượng ô nhiễm đầu vào. Nước thải sau khi qua tháp lọc sinh học có nồng độ BOD % khoảng 120 mg/l được đưa vào bể hoàn lưu. Một phần nhỏ được tuần hoàn lại bểlọc sinh học nhằm duy trì nồng độ vi sinh vật trong tháp lọc sinh học. Từ bểhoàn lưu nước thải được bơm vào bể Aerotank (xửlý bậc 2) để xử lý tiếp, Nước thải sau khi qua bểnày được đưa vào bể lắng 2. Nước thải sau khi qua bể lắng được thải ra ngoài theo hệ sống cống chung. Bùn hoạt tính ở bể lắng 2 một phần được tuần hoàn trởl ại bểAerotank nhằm đảm bảo nồng độ bùn hoạt tính trong bể, còn lại được đưa vào bể nén bùn. Bùn được nén và ép khô bằng máy và đưa đi chon lấp. [6]
  26. 17 PHẦN 3 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3.1.1.Đối tượng nghiên cứu - Hiện trạng nước thải của tại phân xưởng kẽm Nhà máy xí nghiệp kẽm chì làng Hích - Hệ thống, quy trình xử lý nước thải của tại phân xưởng kẽm Nhà máy xí nghiệp kẽm chì làng Hích 3.1.2.Phạm vi nghiên cứu - Phân xưởng kẽm Nhà máy xí nghiệp kẽm chì làng Hích 3.2. Địa điểm và thời gian tiến hành - Địa điểm nghiên cứu: Xí nghiệp kẽm làng Hích-Tân Long –Đồng Hỷ- Thái Nguyên. Thời gian nghiên cứu: từ ngày 04/01/2019 đến ngày 04/05/2019 3.3. Nội dung nghiên cứu - Giới thiệu khái quát về phân xưởng kẽm xí nghệp kẽm chì làng Hích - Hiện trạng nước thải của phân xưởng kẽm xí nghệp kẽm chì làng Hích. - Công tác sử lý,hiệu quả sử lý của phân xưởng kẽm xí nghệp kẽm chì làng Hích. - Đề xuất giải pháp cho xí nghiệp. 3.4. Các chỉ tiêu theo dõi Đối với nước thải sản xuất của nhà máy: pH, BOD5, COD, TSS, Zn, Mn, Fe 3.5. Phương pháp nghiên cứu 3.5.1. Phương pháp thu thập số liệu - Thu thập số liệu của phòng kỹ thuật An toàn và Môi trường xí nghiệp kẽm chì làng Hích
  27. 18 3.5.2. Phương pháp kế thừa Kế thừa các tài liệu số liệu thu thập, điều tra có liên quan đến vấn đề nghiên cứu, các kết quả của Phòng kỹ thuật An toàn và Môi trường Nhà máy Luyện Kim Màu Thái Nguyên để đánh giá hiện trạng chất lượng nước của nhà máy. 3.5.3. Phương pháp so sánh So sánh các kết quả phân tích các chỉ tiêu môi trường nước thải sản xuất với QCVN 40/2011/BTNMT để đánh giá mức độ ô nhiễm của nước thải sản xuất. 3.5.4. Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu nước thải TCVN 5999:1995: Chất lượng nước - Lấy mẫu. Hướng dẫn lấy mẫu nước thải. Số lượng mẫu: 2 mẫu Nội dung vị trí lấy mẫu Tại cửa xả nước thải sản xuất NT1.3-5 Toạ độ 2374924.719N; 434379.181E Tại bể xử lý cuối cùng của nước thải sản Kí hiệu mẫu xuất, trước khi tuần hoàn quay trở lại sản NT2.3-5 0 xuất có tọa độ: N21 28.949'; E: 0 105 52.072' Tình trạng mẫu Mẫu được lấy và bảo quản theo TCVN 5999:1995 Ngày lấy mẫu Ngày 19/04/2019 Ngày phân tích Ngày 26/04/2019
  28. 19 3.5.5. Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm - TCVN 6492 - 2011: Chất lượng nước - Xác định pH - TCVN 6001 - 2:2008: Xác định nhu cầu oxy sinh hóa BOD5 - TCVN 4565:1988: Xác định nhu cầu oxy hóa học COD - SMEWW 2540 D : 2005: Xác định tổng chất rắn lơ lửng - SMEWW 3113:2012: Xác định hàm lượng kim loại kẽm Zn - SMEWW 3113:2012: Xác định hàm lượng kim loại Mangan Mn - SMEWW 3113:2012: Xác định hàm lượng kim loại sắt Fe 3.5.6. Phương pháp khảo sát thực địa - Khảo sát thực địa là phương pháp quan trọng, cần thiết để có thể có được kết quả mô tả hiện trạng môi trường: Nhằm xác định nguyên nhân gây ô nhiễm chủ yếu, thu thập thông tin về môi trường. - Khảo sát khu vực nghiên cứu các quy trình xử lý nước thải. Tiến hành lấy mẫu nước ở vị trí xả thải
  29. 20 PHẦN 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 4.1. Khái quát chung về Phân xưởng kẽm làng Hích 4.1.1 lịch sử hình thành Xí nghiệp kẽm chì làng Hích ra đời năm 1979 với nhiệm vụ tìm kiếm thăm dò và tổ chức khai thác tuyển các loại kẽm và quặng chì cung cấp cho các phân xưởng tuyển, luyện kim, sản xuất thành các sản phẩm : Tinh quặng kẽm (sản xuất tại chỗ), tinh quặng chì, bột ôxýt kẽm các loại đáp ứng nhu cầu thị trường. Qua 40 năm thành lập, cơ cấu tổ chức của Công ty có nhiều thay đổi, ngày đầu thành lập Công ty có 6 đơn vị thành viên. Hiện nay công ty có 4 đơn vị thành viên, 11 phòng chức năng, 02 phân xưởng trực thuộc, và 01 công ty liên kết, với gần 1.500 cán bộ CNVC-LĐ, hoạt động chủ yếu trên địa bàn 2 tỉnh: Thái Nguyên – Bắc Kạn. Phân xưởng kẽm nằm tại xã Tân Long huyện Đồng Hỷ tỉnh thái Nguyên là một trong nhiều phân xưởng của xí nghiệp kẽm chì làng Hích có công xuất khoảng 15.000 – 21.000 tấn kẽm thỏi/năm.Phân xưởng có nhiệm vụ chế biến tinh kẽm quặng,bột kẽm oxit khai thác thành kẽm thỏi và bán ra ngoài thị trường. 4.1.2 Quy trình sản xuất của phân xưởng
  30. 21 Bảng 4.1. Nguồn nguyên liệu chính cấp cho phân xưởng kẽm Nhà máy xí nghiệp kẽm chì làng Hích. T Nguyên liệu và Yêu cầu chất lượng Ghi Số lượng T điểm cung cấp (%) chú 1 Tinh quặng sulfua kẽm 25600 Pb>50; Zn 60; Pb < 10; XN LKM II 6.000 F + Cl < 0,5 Nhà máy Kẽm ĐP TN * Nhận xét: Qua bảng trên cho thấy - Có 2 nguồn nguyên liệu chính cung ứng cho quá trình sản xuất là Tinh quặng sulfua kẽm và Bột kẽm ô xít. + Tinh quặng sunlfua kẽm là 25600 tấn/năm + Bột kẽm ô xít là 6000 tấn/năm
  31. 22 Bảng 4.2. Thành phần hoá học tinh quặng kẽm sulfua (%) Nguyên tố Zn Fe Cd Cu Pb S As Sb Mn Hàm lượng 50,75 5,79 0,31 0,30 2,02 30,79 0,18 0,025 0,12 Nguyên tố Co Ni CaO MgO SiO2 Al2O3 F Cl CO2 Hàm lượng 0,049 0,025 2,08 1,44 1,12 0,55 0,022 0,003 3,20 Bảng 4.3. Thành phần hoá học bột ôxit kẽm (%) Nguyên Zn Fe Cd Cu Pb S As Sb Mn tố Hàm 60,0 0,92 0,13 0,016 9,68 0,38 0,23 0,02 0,24 lượng Nguyên Co Ni CaO MgO SiO2 Al2O3 F Cl CO2 tố Hàm 0,02 0,001 2,8 1,83 3,10 1,0 0,18 0,27 16,41 lượng
  32. 23 *Nhận xét: Qua 2 bảng trên có thể thấy Thành phần hóa học của 2 nguồn nguyên liệu trên chứa rất nhiều các kim loại nặng có thể gây ô nhiễm môi trường nước như Zn, Fe, Cd, Cu , Nhiều nhất là Zn: + Ở tinh quặng kẽm sunlfua hàm lượng Zn chiếm 50,75% + Ở bột kẽm ô xít hàm lượng Zn chiếm 60% 4.1.3. Công nghệ sản xuất hiện tại - Dây chuyền công nghệ sản xuất kẽm kim loại hiện tại phân xưởng kẽm Nhà máy xí nghiệp kẽm chì làng Hích bao gồm: - Dây chuyền thiêu chuẩn bị nguyên liệu bột kẽm oxit 60%. - Dây chuyền thiêu chuẩn bị liệu thiêu tinh quặng sulfua. - Dây chuyền hoà tách nguyên liệu bột kẽm ôxit sau thiêu. - Dây chuyền hoà tách tinh quặng sulfua sau thiêu. Dây chuyền làm sạch dung dịch hoà tách và xử lý bã làm sạch làm bã - Dây chuyền điện phân kết tủa kẽm từ dung dịch thành kẽm lá kim loại. - Dây chuyền đúc tạo thỏi kẽm. - Dây chuyền sản xuất axit từ khí của dây chuyền tinh quặng sulfua thiêu. Tinh quặng Sulfua kẽm sau khi trộn cho vào lò sấy quay sấy khô tới 7- 8% nước, cho vào lò lớp sôi khử lưu huỳnh, khí lò chứa 7-9% SO2 sau khi khử bụi, hạ nhiệt rồi dẫn vào công đoạn tạo axít sulfuaric. Quặng đã thiêu và bụi đưa vào phân xưởng hoà tách dùng dung dịch đã điện phân (có pha thêm axít sulfuaric để hoà tan theo 3 công đoạn: dung dịch hoà tan axít sau khi khử sắt đưa đi hoà tách trung tính; lọc bã khử sắt và bã hoà tan axít cao sau đó rửa sạch lưu tại bãi chứa bã. Bột oxít kẽm dùng lò nhiều tầng khử F và Cl rồi đưa đi hoà tan hai giai đoạn ở xưởng hoà tan. Bã sau khi hoà tan axít là bã chì (chứa trên 30%Pb) đưa đi nhà máy luyện chì. Dung dịch hoà tan trung tính của quặng sulfua và oxít kẽm hoà lẫn rồi đưa đi khử tạp Cu, Cd, Ni, Co Dung dịch đạt
  33. 24 tiêu chuẩn đưa đi điện phân ra kẽm kim loại, rồi đưa đi nấu chảy và đúc thỏi thành kẽm thành phẩm. Bã đồng, Cadimi đem xử lý thu hồi Cadimi và bã đồng. Thiêu lớp sôi tinh quặng sulfua kẽm * Chuẩn bị nguyên liệu - Khi thiêu nhiều loại tinh quặng vào cùng một lúc, phải tiến hành phối liệu để thu được quặng tinh hỗn hợp có thành phần ổn định. Độ ẩm tinh quặng kẽm cho vào lò thích hợp từ 6-8% ẩm - Tinh quặng sau khi trộn xong dùng gầu ngoạm đưa vào phễu trung gian chứa tinh quặng ướt, sau đó qua băng tài đưa đến lò sấy ống quay khử nước làm cho hàm lượng nước trong tinh quặng giảm xuống còn 7-8%. Tinh quặng sulfua kẽm sau khi sấy khô đưa đến máy nghiền để nghiền, quặng tinh sau nghiền đưa vào ràng rung, phần dưới sàng rung được băng tải đưa đến gầu nâng kiểu phiễu đưa lên phiễu liệu khô của lò thiêu lớp sôi * Thiêu lớp sôi tinh quặng kẽm Từ phiễu tinh quặng khô, liệu được chảy vào băng tải, rồi lại từ máy cấp liệu băng tải qua lỗ cấp liệu vào buồng trước lò thiêu lớp sôi. Quặng sau thiêu xả ra từ miệng chảy tràn lò lớp sôi, sau khi qua ống quay làm nguội hạ nhiệt dùng máng cào ngầm đưa vào boongke quặng trung gian, lại dùng gầu nâng và máy vận tải cào ngầm đưa liệu đến phân xưởng hoà tách.
  34. 25 Hình 4.1. Lưu trình công nghệ thiêu lớp sôi tinh quặng kẽm sulfua
  35. 26 Lò thiêu nhiều tầng Nguyên liệu là bột oxít kẽm 60%Zn đưa vào thiêu từ phiễu liệu ở đỉnh lò Thông qua vít cấp liệu đều đặn liên tục cho vào lò thiêu nhiều tầng, vật liệu đi qua các tầng: tầng sấy, tầng thiêu (nhiệt độ thiêu 680-7200C), tầng làm nguội, thời gian lưu liệu trong lò là 150phút. Sau khi khử F, Cl chảy ra từ đáy lò đổ vào máy làm nguội ống tròn trở thành sản phẩm thiêu. Hình 4.2. Hoà tách tinh quặng sulfua kẽm và bột oxít kẽm sau thiêu * Hoà tách bột oxít kẽm Bột oxít kẽm sau thiêu được đưa vào boongke chứa quặng, bột oxít kẽm được tháo ra từ boongke chứa cùng với dung dịch tạo bùn cho vào bể tạo bùn. Dùng bơm bơm bùn quặng vào bể hoà tách, cho axít sulfuaric và dung dịch điện phân thải vào bể hoà tách. Sau khi hoà tách xong bơm vào bể cô đặc để lắng và tách pha. Phần dung dịch trong bên trên bơm đến hệ
  36. 27 thống làm sạch, dòng đáy bơm vào bể hoà tách axít cho sulfuaric và dung dịch điện phân thải vào để hoà tách. Hoà tách xong bơm vào máy lọc ép để lọc. Dung dich lọc quay lại hoà tách trung tính, bã tách đưa vào bể hoá bùn để rửa, qua máy lọc ép lọc lại, dung dịch lọc dùng để làm dung dịch tạo bùn quay lại để tạo bùn. Hình 4.3. Sơ đồ hòa tách kẽm oxit thiêu
  37. 28 * Hoà tách tinh quặng kẽm sulfua thiêu và xử lý bã Quặng thiêu và một phần bụi qua máy cấp liệu đĩa và vít tải cho vào máy nghiền bi cùng với dung dịch tạo bùn để nghiền tạo bùn, định kỳ cho vào quặng đioxit mangan mềm và dùng bùn dương cực. Bùn quặng được bơm vào bể hoà tách trung tính, cho vào dung dịch điện phân thải và axít sulfuaric để hoà tách. Sau đó phần dung dịch trong bên trên bơm đến khâu làm sạch. Dòng đáy đưa vào bể hoà tách axít giai đoạn 1, cho axít sulfuaric và dung dịch điện phân thải vào tiến hành hoà tách. Bùn quặng hoà tách đưa vào máy cô đặc để phân ly rắn và lỏng, phần dung dịch trong bên trên của hoà tách giai đoạn 1 đưa vào bể trung hoà sẵn, cho bụi vào trung hoà. Bùn quặng trung hoà sẵn đưa vào bể cô đặc, dòng đáy đưa vào hoà tách axít nóng giai đoạn 1. Dung dịch trong bên trên đưa vào bể lắng phèn, dung dịch tràm phèn đưa vào máy cô đặc, dung dịch trong bên trên quay trở lại hoà tách trung tính, dòng đáy đưa vào hoà tách axít giai đoạn 2. Dòng đáy hoà tách axít giai đoạn 1 bơm vào bể hoà tách giai đoạn 2, cho axít sulfuaric, dung dịch điện phân thải vào để hoà tách. Bùn quặng hoà tách đưa vào máy lọc, dung dịch lọc bơm trở lại để hoà tách axít giai đoạn 1(một phần đưa vào bể hoà tách trung tính bột oxít kẽm). Bã lọc cho vào bể rửa bã bằng nước mới, rửa xong cho vào máy lọc ép để lọc. Dung dịch lọc cho vào bể tạo bùn để tạo bùn, bã lọc được chứa tại bãi thải của nhà máy.
  38. 29 Hình 4.4. Sơ đồ công nghệ hòa tách tinh quặng kẽm sulfua thiêu
  39. 30 Làm sạch dung dịch Từ phân xưởng hoà tách đưa đến dung dịch hoà tách trung tính có hàm lượng Zn 110-130g/l. Từ bể chứa dung dịch hoà tách trung tính bơm đến máy trao đổi nhiệt độ, gia nhiệt gián tiếp lên 80-850C rồi cho chảy vào bể có máy khuấy cơ giới để tiến hành làm sạch nhiệt độ cao giai đoạn 1. Làm sạch xong, bùn quặng đã được làm sạch liên tục xả vào bể trung gian qua đáy bể và lọc bằng máy lọc ép. Qua lọc thu được bã lọc (bã đồng, Cadimi) đưa đến khâu xử lý bã Cu, Cd, dung dịch lọc đưa vào bể chứa. Dung dịch lọc qua tháp làm nguội bằng không khí giảm nhiệt độ xuống 500C, sau đó bơm vào bể làm sạch nhiệt độ giai đoạn 2. Bùn quặng làm sạch sau khi qua lọc, bã lọc đưa đến khâu làm sạch giai đoạn 1 hoặc trực tiếp đưa đến khâu xử lý bã Cu, Cd. Dung dịch lọc của khâu làm sạch giai đoạn 2 là dung dịch điện phân mới đạt tiêu chuẩn bơm đến các bể chứa dung dịch điện phân mới của phân xưởng điện phân. Bã Cu, Cd của khâu làm sạch, sau khi tạo bùn trong bể tạo bùn bơm đến máy nghiền bi nghiền mịn, qua bể trung gian bơm vào bể hoà tách bã Cu, Cd. Trong điều kiện khuấy cơ giới, dùng axít sulfuaric để hoà tách, bùn quặng hoà tách dùng vôi trung hoà đến pH = 5,2-5,4 rồi đưa đi lọc. Bã lọc sau khi rửa được đưa ra bãi chứa bã của nhà máy, dung dịch lọc bơm vào bể thay thế cho bột kẽm vào để thay thế Cadimi. Bùn thay thế sau khi lọc qua được bã lọc, dung dịch lọc cho quay lại phân xưởng hoà tách làm dung dịch tạo bùn
  40. 31 Hình 4.5. Sơ đồ công nghệ làm sạch dung dịch
  41. 32 Điện phân và đúc thỏi * Điện phân kẽm Dung dịch điện phân mới từ khâu làm sạch dung dịch đưa đến được chứa vào bể chứa dung dịch điện phân mới của phân xưởng điện phân. Khi đưa vào điện phân, dung dịch mới được hoà với dung dịch điện phân thải đã qua tháp làm nguội để hạ nhiệt độ theo tỷ lệ 1:18 trong bể cấp dung dịch rồi đưa vào phân xưởng điện phân. Từ đây qua các bể điện phân dòng và các ống có van điều tiết cho chảy vào các bể điện phân. Dòng điện 1 chiều được cấp cho bể điện phân, trong mỗi bể điện phân đặt vào 39 tấm âm cực tiêu chuẩn và 38 tấm dương cực, dươi tác dụng của dòng điện 1 chiều, Zn2+ trong dung 2- + dịch sulfat kẽm tích tụ lên âm cực, còn gốc SO4 kết hợp với H trên dương cực tạo thành axít sufuaric. Qua chu kỳ điện phân 24h, sau khi kẽm tích tụ trên âm cực đạt tới trọng lượng thích hợp thì cẩu lấy âm cực ra khỏi bể, rửa sạch phân dung dịch điện phân bẩn bám trên bề mặt, bóc lấy tấm kẽm đưa đi đúc thỏi. Tấm âm cực đem làm sạch bề mặt, rửa, sửa phẳng, bọc mép lại đưa vào bể điện phân tham gia chu kỳ điện phân mới.
  42. 33 Hình 4.6. Sơ đồ công nghệ điện phân
  43. 34 * Đúc thỏi Các tấm kẽm sau khi được bóc từ âm cực gọi là kẽm lá được cho vào lò thành từng mẻ, trong quá trình nấu chảy trong lò điện do có một lượng nhỏ nước và không khí tồn tại, không tránh khỏi có một lượng nhỏ kẽm bị oxi hoá tạo thành bã nổi. Kẽm lỏng sau khi đã vớt bã nổi, dùng máy đúc, đúc thành kẽm thỏi. Sau đó in mác, đánh số, cân, lấy mẫu phân tích rồi đưa đến kho thành phần. Bã nổi vớt ra sau khi để nguội đưa đến khâu nghiền bã nổi, tiến hành nghiền ướt. Bùn quặng sau nghiền thông qua lưới sàng các hạt kẽm lớn hơn 3mm được tách ra và cho quay lại khâu đúc thỏi, bùn mịn sau khi lắng vớt ra, phơi khô làm sản phẩm phụ cho các khâu sản xuất tiếp theo. Hình 4.7. Sơ đồ công nghệ nấu đúc
  44. 35 Sản xuất axít sulfuaric từ khói lò thiêu lớp sôi Khói của lò thiêu lớp sôi sau khi qua làm nguội, khử lưu huỳnh đưa vào khu vực sản xuất axít sulfuaric . Sản xuất axít từ khói sử dụng lưu trình: chưng cất cách nhiệt, tản nhiệt làm nguội axít, làm sạch bằng rửa axít loãng, chuyển hoá 4 đoạn bằng nền cố định, kiểu trao đổi nhiệt bên ngoài, chuyển hoá lần 2 bằng trao đổi nhiệt và 1 lần sấy khô, 2 lần hấp thụ. Hình 4.8. Sơ đồ sản xuất axit sunfuric 4.1.3. Sản phẩm đầu ra. - Axít sunfuaric (H2SO4): Hàm lượng H2SO4 ≥ 97% Hình 4.9. Sản phẩm Axít sunfuaric (H2SO4)
  45. 36 - Kẽm thỏi 99,95 Zn a. Yêu cầu kỹ thuật: - Kẽm thỏi được sản xuất theo 2 mác trên với các thành phần tương ứng trong bảng: Bảng 4.4. Thành phần của kẽm thỏi Hàm lượng tạp chất không lớn hơn (%) Mác kẽm % Zn ≥ Pb Cd Fe Cu Tạp khác Σ tạp Zn.01 99,99 0,005 0,001 0,002 0,001 0,001 0,010 Zn.02 99,95 0,027 0,010 0,010 0,002 0,001 0,050 - Tất cả các mác kẽm được sản xuất theo dạng thỏi, khối lượng mỗi thỏi là 23 ± 1kg. Hình dạng và kích thước của thỏi kẽm qui định theo hình vẽ. - Bề mặt nhẵn, sạch, không bị ô xy hóa, không có ba via, không phân lớp và không rộp, rỗ. Hình 4.10. Hình dạng và kích thước của thỏi kẽm qui định b. Đóng kiện 40 thỏi/kiện có giá gỗ, 5 đai bằng thép lá và trên mỗi kiện dán tem có kích thức 82x54 mm Hình 4.11. Thỏi kẽm thành phẩm
  46. 37 4.2. Công nghệ xử lý nước của nhà máy Hình 4.12. Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải nhà máy - Hoá chất sử dụng: Căn cứ vào đặc tính của nước thải nhà máy, các hoá chất được sử dụng gồm: NaOH (Ca(OH)2), PAC (Poly Aluminium Chloride) , Polime (A101). Các phản ứng hoá học xảy ra.
  47. 38 4.2.1.Hiệu quả sử lý nước thải của phân xưởng - Lượng bùn thải và tính toán bể chứa bùn: Lượng bùn thải phát sinh là do sự có mặt của các chất rắn lơ lửng (SS) trong nước thải; các hydroxit kim loại nặng kết tủa, bông keo tụ do quá trình tạo bông của phèn nhôm (PAC). Với thông số đầu vào của nước thải thì lượng bùn thải có thể phát sinh là 0,4 –0,5 m3/ngày, hàm lượng chất khô khoảng 15 – 20%. Như vậy, để có thể chứa bùn trong thời gian 15 ngày thì thể tích hữu dụng bể bùn tối thiểu là 15m3; cần thiết có 2 ngăn bùn để hoạt động luân phiên. Vậy tổng thể tích hữu dụng là: 15m3 x 2 ngăn = 30m3. Thể tích thực của bể chứa bùn có hệ số 1,12 (tránh bùn trào ra ngoài) là 30m3 x 1,12 = 33,6m3. Kích thước lựa chọn của cả 2 ngăn như sau: L x W x H = 8000mm x 3500mm x 1200mm. Khi ngăn thứ 2 đầy thì ngăn thứ nhất đã chứa được 60 ngày, khi đó theo thực tế thí nghiệm hàm lượng chất khô khoảng 60 – 65% và cũng thời gian đó lượng bùn từ độ ẩm giảm xuống <20% đủ điều kiện để vận chuyển bằng ô tô sang phân xưởng lò quay của công ty để thu hồi kim loại màu. - Lượng hoá chất tiêu hao dùng để xử lý 1 m3 nước thải: NaOH (Ca(OH)2): 50 g/m3(±10%) - PAC : 220 g/m3(±10%) - Polime (A101). : 3 g/m3(±10%) - Thuyết minh: Nước thải sau khi thu gom tại các khu vực sản xuất và các khu phát sinh khác được đưa về xử lý bằng công nghệ cũ (sử dụng sữa vôi), nước sau xử lý sơ bộ bằng sữa vôi được chứa tại bể trung gian 1 rồi được bơm lên bể phản ứng (bể nổi). Tại bể phản ứng 1 chia làm 3 ngăn bao gồm: một ngăn điều chỉnh pH, một ngăn cấp PAC, 1 ngăn cấp Polyme, một
  48. 39 ngăn tạo bông. Cả 3 ngăn đều gắn với hệ thống cánh khuấy, hoá chất được cấp bằng hệ thống bơm định lượng. Sau khi tạo bông tại bể phản ứng, nước thải tự chảy sang bể lắng chìm.Tại đây, nước trong bên trên sẽ tự chảy sang bể chứa trung gian 2, bùn dưới đáy bể lắng được bơm sang khu vực bãi chứa bùn, qua máy ép bùn. Nước thải tại bể chứa trung gian 2 sẽ được bơm lên bể lọc cát sau đó được đưa vào bể trung gian 3 về bể chứa nước thải sau xử lý để tái sử dụng cho các công đoạn sản xuất của nhà máy, một phần thải ra ngoài. Bùn thải sau khi quá máy ép bùn được đưa về phân xưởng lò quay của nhà máy để thu hồi kim loại màu. - Các hạng mục công trình và thiết bị của hệ thống xử lý Bảng 4.5. Các hạng mục công trình và thiết bị của hệ thống xử lý nước cải tạo TT Hạng mục và thiết bị Thông số kĩ thuật A Hạng mục Kích thước rộng 500mm, cao 800mm, xây bằng 1 Cống thu gom nước thải gạch đặc, tường dày 220mm, trong trát vữa, trên đậy tấm đan, thành cống cao hơn so với mặt đất Xây bằng gạch đặc, tường 220mm, trát vữa bên trong, kích thước sử dụng LxWxH = 1000mm x 1000mm x 1000mm, trên đậy tấm đan. Mặt hố 2 Hố ga ga cao hơn so với mặt đất tối thiểu 50mm tránh nước mưa chảy tràn vào hố ga.
  49. 40 Vật liệu bê tông cốt thép, thể tích 68 3 Bể phản ứng 1 m3(3x12x1,9) 4 Bể lắng 1 Vật liệu bê tông cốt thép, thể tích 100 m3 5 Bể chứa trung gian 2 Vật liệu bê tông cốt thép, thể tích 20 m3 6 Bể chứa trung gian 3 Vật liệu bê tông cốt thép, thể tích 20 m3 B Thiết bị 1 Bơm nước thải đặt chìm 04 cái 2 Bơm bùn 02 cái 3 Môtơ khuấy 03 cái 4 Bơm định lượng 04cái 5 Thiết bị điều khiển pH 01 bộ 6 Hệ thống pha hoá chất 04 bộ 7 Hệ thống điều khiển 01 bộ 8 Hệ thống chiếu sáng 01 bộ 9 Thiết bị lọc cát 02 bộ 10 Hệ thống đường ống Cấp nước, hút bùn, thoát nước
  50. 41 4.3. Hiện trạng nước thải của phân xưởng 4.3.1 Hiện trạng của nước thải khi chưa qua xử lý Bảng 4.6. Kết quả phân tích mẫu nước thải tại nhà máy đầu vào chỉ tiêu vật lý, hóa học Kết quả phân tích QCVN STT Chỉ tiêu Đơn Vị 40:2011/BTNMT NT1.13-5 (Cột B) 1 pH - 8,0 5,5- 9 2 BOD5 ppm 150 100 3 COD ppm 230 150 4 TSS mg/l 423.7 50 (Nguồn: kết quả phân tích, 2019) [10] Hình 4.13. Biểu đồ so sánh các chỉ tiêu vật lý và hóa học của nước thải trước khi qua xử lý với QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B)
  51. 42 * Nhận xét: Từ kết quả đo và phân tích các chỉ tiêu vật lý và hóa học trong mẫu nước thải khi chưa qua xử lý cho thấy có 3 chỉ tiêu vượt quá quy chuẩn cho phép của QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B) là BOD5 và TSS. Cụ thể là: - Hàm lượng BOD5 lớn hơn QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B) là 1,5 lần - Tổng chất rắn lơ lửng TSS lớn hơn QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B) là 8,474 lần. - Hàm lượng COD là hơn QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B) là 1,53 lần Bảng 4.7. Kết quả phân tích mẫu nước thải tại nhà máy đầu vào chỉ tiêu kim loại nặng Kết quả phân tích QCVN STT Chỉ tiêu Đơn Vị 40:2011/BTNMT NT1.13-5 (Cột B) 1 Zn mg/l 12,15 3,00 2 Mn mg/l 9,80 1,00 3 Fe mg/l 4,72 5,00 (Nguồn: kết quả phân tích, 2019) [10] Hình 4.14. Biểu đồ so sánh các chỉ tiêu kim loại nặng với QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B) trước khi qua hệ thống xử lý
  52. 43 *Nhận xét: Từ kết quả đo và phân tích các chỉ tiêu vật lý và hóa học trong mẫu nước thải khi chưa qua xử lý cho thấy hàm lượng các kim loại nặng đều lớn hơn quy chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B) . Riêng chỉ số Fe lại nằm trong QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B) A) Chỉ số Zn lớn hơn quy chuẩn cho phép của QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B là 4,05 lần A) Chỉ số Mn lớn hơn quy chuẩn cho phép của QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B) là 9,8 lần Vì đây là nước thải của nhà máy khi chưa qua xử lý nên các chỉ số kim loại nặng còn tồn đọng trong nước thải là rất lớn. Các kim loại nặng trong nước thải chủ yếu từ quá trình sản xuất và các công đoạn làm mát của các nhà xưởng. 4.3.2. Hiện trạng nước thải phân xưởng sau khi qua hệ thống qua xử lý Bảng 4.8. Kết quả phân tích mẫu nước thải của nhà máy đầu ra chỉ tiêu vật lý, hóa học QCVN Kết quả phân tích STT Chỉ tiêu Đơn Vị 40:2011/BTNMT NT2.13-5 (Cột B) 1 pH - 7,5 5,5- 9 2 BOD5 ppm 100 100 3 COD ppm 140 150 4 TSS mg/l 48,19 50 (Nguồn: kết quả phân tích, 2019) [10]
  53. 44 Hình 4.15. Biểu đồ so sánh các chỉ tiêu vật lý và hóa học với QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B) của nước thải sau khi qua xử lý Nhận xét: Từ kết quả đo và phân tích các chỉ tiêu vật lý và hóa học trong mẫu nước thải tại bể xử lý cuối của hệ thống xử lý nước thải trước khi tuần hoàn quay trở lại sản xuất cho thấy hầu hết các chỉ tiêu phân tích đều nằm trong giới hạn cho phép của QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B), cụ thể là: - Chỉ số pH là 7,28 nằm trong khoảng cho phép của QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B) - Chỉ số BOD5 bằng với QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B) - Chỉ số COD thấp hơn QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B) 0,45 lần - Chỉ số tổng chất rắn lơ lửng thấp hơn 40:2011/BTNMT (Cột B) 0,963 lần
  54. 45 Bảng 4.9. Kết quả phân tích mẫu nước thải tại nhà máy đầu ra chỉ tiêu kim loại nặng Kết quả phân tích QCVN STT Chỉ tiêu Đơn Vị 40:2011/BTNMT NT2.13-5 (Cột B) 1 Zn mg/l 0,03 3,00 2 Mn mg/l 0,09 1,00 3 Fe mg/l 0,02 5,00 (Nguồn: kết quả phân tích , 2019) [10] Hình 4.16. Biểu đồ so sánh các chỉ kim loại nặng với QCVN 40:2011/BTNMT
  55. 46 (Cột B) của nước thải sau khi qua xử lý Nhận xét: Từ kết quả đo và phân tích các chỉ tiêu vật lý và hóa học trong mẫu nước thải tại bể xử lý cuối của hệ thống xử lý nước thải trước khi tuần hoàn quay trở lại sản xuất cho thấy hàm lượng kim loại nặng sau khi xử lý của nhà máy đều nằm trong quy chuẩn cho phép của QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B). Cụ thể là: - Chỉ tiêu Zn thấp hơn QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B) là 0,009 lần - Chỉ tiêu Mn thấp hơn QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B) là 0,09 lần - Chỉ tiêu Fe thấp hơn QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B) là 0,0038 lần * Hiệu quả của hệ thống xử lý nứớc Hình 4.17. Biểu đồ so sánh kết quả phân tích mẫu nước thải của nhà máy luyện kim màu Thái Nguyên trước và sau khi qua hệ thống xử lý nước với quy chuẩn của QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B) * Nhận xét chung: Từ kết quả đo và phân tích cho thấy công nghệ xử lý nước của nhà máy hiện tại tương đối tốt. Các chỉ tiêu theo dõi đều nằm
  56. 47 nằm trong quy chuẩn cho phép của QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B). Nhìn chung các chỉ tiêu kim loại nặng đều thấp hơn nhiều lần QCVN. Cụ thể là: - Chỉ tiêu pH đã giảm 1.16 lần sau khi qua hệ thống xử lý và thấp hơn quy chuẩn cho phép của QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B)là 1,24 lần. - Chỉ tiêu BOD5 giảm 1,60 lần sau khi qua hệ thống xử lý và bằng với quy chuẩn cho phép của QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B). - Chỉ tiêu COD giảm 2,04 lần sau khi qua hệ thống xử lý và thấp hơn quy chuẩn cho phép 1,07 lần. - Chỉ số TSS đã giảm 9,45 lần sau khi qua hệ thống xử lý và thấp hơn quy chuẩn cho phép 1,08 lần - Chỉ số Zn đã giảm 441 lần sau khi qua hệ thống xử lý và thấp hơn quy chuẩn cho phép 107 lần - Chỉ số đã giảm 108,3 lần sau khi qua hệ thống xử lý và thấp hơn quy chuẩn cho phép của QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B) là 11,1 lần - Chỉ số Fe giảm 245,7 lần sau khi qua hệ thống xử lý và thấp hơn quy chuẩn cho phép của QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B) là 263,15 lần Qua các chỉ tiêu phân tích, ta thấy được công nghệ xử lý nước thải của nhà máy xử lý rất tốt, đáp ứng được tiêu chuân xả thải ra ngoài môi trường. 4.4. Đề xuất giải pháp - Nhà máy nên tiếp tục đầu tư hệ thống trang thiết bị, máy móc mới thay thế những trang thiết bị lạc hậu, đây cũng là biện pháp giảm thiểu chất lượng nước thải phát sinh. - Đầu tư, sửa chữa, thay thế các thiết bị xử lý chất thải nói chung và nước thải nói riêng để đảm bảo tiêu chuẩn xả thải. - Tại nơi xử lý phế liệu nên kiểm tra và phân loại những phế thải có thể gay nguy hiểm.
  57. 48 - Tăng cường đội ngũ cán bộ quản lý môi trường và bồi dưỡng nghiệp vụ trong lĩnh vực bảo vệ môi trường cho cán bộ nhân viên nhà máy. - Tăng cường kinh phí đầu tư trang thiết bị phục vụ công tác quản lý, giám sát chất lượng môi trường.
  58. 49 PHẦN 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1. Kết luận Phân xưởng kẽm thuộc xí nghiệp kẽm chì làng Hích ra đời nhằm mục đích chế biến quặng kẽm và bột oxit kẽm thành kẽm thỏi và bán ra ngoài thị trường.Mỗi năm cung cấp cho khoảng 15.000 – 21.000 tấn kẽm thành phẩm là phần quan trọng không thể thay thế ở xí nghiệp kẽm chì làng Hích. với hiện trạng nước thải khá lớn và nhiều kim loại nặng thì việc sử lý nước thải đối với phân xưởng là bắt buộc. Qua kết quả phân tích chất lượng nước phân xưởng kẽm xí nghiệp kẽm chì làng Hích rút ra kết luận như sau - Từ kết quả phân tích các chỉ tiêu trước khi xử lý cho thấy các chỉ tiêu kim đều hơn quy chuẩn cho phép của QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B), các chỉ tiêu: + Tổng chất rắn lơ lửng TSS lớn hơn QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B) là 8,74 lần + Chỉ tiêu Zn lớn hơn quy chuẩn cho phép của QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B) là 4,05 lần + Chỉ số Mn lớn hơn quy chuẩn cho phép của QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B) là 9,8 lần Tuy nhiên do đây là nước thải chưa qua xử lý của phân xưởng kẽm, các phân xưởng sản xuất và hệ thống làm mát nên việc hàm lượng kim loại nặng cao là việc hoàn toàn bình thường thường. - Từ kết quả phân tích các chỉ tiêu sau khi xử lý cho thấy các chỉ tiêu đều nằm trong quy chuẩn cho phép của QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B), các
  59. 50 chỉ tiêu kim loại nặng cùng tổng chất rắn lơ lửng đều giảm đáng kể và nước thải đủ tiêu chuẩn xả thải ra ngoài môi trường - Từ kết quả phân tích các chỉ tiêu sau khi xử lý cho thấy công nghệ xử lý nước thải của nhà máy hiện tại rất tốt đáp ứng được tiêu chuẩn xả thải ra môi trường. 5.2. Kiến nghị Đề nghị Xí Nghiệp kẽm chì làng Hích Tân Long-Đồng Hỷ-Thái Nguyên tiếp tục phát huy công tác sử lý nước thải của phân xưởng kẽm thật tốt để bảo vệ môi trường cũng như việc quản lý và đưa ra các giải pháp bảo vệ, cải thiện, phục hồi môi trường xung quanh, đặc biệt là môi trường nước tại làng Hích-Tân Long-Đồng Hỷ-Thái Nguyên. Giám chất thải, nước thải trước khi thải ra ngoài môi trường, đảm bảo môi trường quanh khu vực dân cư luôn được bảo vệ theo đúng quy định. Đảm bảo thực hiện đúng các biện pháp BVMT theo quy định của BTNMT.
  60. 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO I. Tiếng Việt 1. Báo cáo đánh giá tác động môi trường bổ sung “Dự án đầu tư cải tạo nâng cao chất lượng xí nghiệp kẽm làng Hích. 2. Báo Thương mại Đức, Biến nước thải thành nước uống: Ủng hộ và phản đối. 3. Bộ Tài nguyên và Môi trường, 1995, TCVN 5980-1995 (ISO 6170- 1:1980), Chất lượng nước-thuật ngữ. 4. Bộ tài nguyên và môi trường, TCVN 5999 :1995 ; TCVN 6663-1 :2008 5. Cao Liêm và Trần Đức Viên. Hà Nội 1990, Sinh thái học Nông nghiệp và bảo vệ môi trường. NXB Đại học và giáo dục chuyên nghiệp. 6. Giáo trình công nghệ xử lý nước thải công nghiệp – Viện Môi Trường Đô Thị& Công Nghiệp Việt Nam 7. Giới thiệu chung về tỉnh Thái Nguyên, Trung tâm xúc tiến và đầu tư tỉnh Thái Nguyên, 14/3/2010 8. Minh Tâm, Công nghệ NANO VAST xử lý nước nhiễm Asen và kim loại nặng 9. Nguyễn Hồng Thái, Nguyễn Khắc Bách, Lê Đăng Tỉnh, Hà Nội – 2009, Tiểu luận sinh thái nhân văn- Ô nhiễm nguồn nước. 10. Phiếu kết quả đo phân tích tại phong Thí nghiệm khoa Môi trương, trường đại học Nông lâm Thái Nguyên 11. Tiêu chuẩn Việt Nam, TCVN 5980-1995 và ISO 6107-1 1980 , Chất lượng nước. Thuật ngữ.
  61. 52 II. Tiếng anh 12. Escap, 1994, Hướng dẫn vềgiám sát nước thải công nghiệp, không khí và hoá chất độc hại, NewYork II. Nguồn khác 13. Công nghiệp “đe dọa” môi trường. Trung tâm khí tượng thủy văn quốc gia. g -nghip-e-da-moi-trng&catid=73:mc-tin-tc 14. Công nghệ NANO VAST xử lý nước nhiễm Asen và kim loại nặng