Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Trong chiến lược phát triển công nghiệp luyện kim tại Việt Nam, ngành luyện thép và đúc kim loại giữ vai trò then chốt với nhu cầu tiêu thụ phôi thép ngày càng gia tăng. Hợp kim Feromangan (FeMn) và Silicomangan (FeSiMn) là phụ gia hợp kim hóa và khử oxy không thể thiếu trong quy trình sản xuất thép nhằm gia tăng độ bền cơ học và tính chống mài mòn. Tuy nhiên, hoạt động nhiệt luyện quặng mangan ở nhiệt độ cao kèm theo phụ gia than cốc và đá trợ dung tiềm ẩn nguy cơ phát tán bụi kim loại nặng, khí thải độc hại, nước làm mát tuần hoàn mang nhiệt, cùng lượng lớn xỉ thải rắn ra môi trường tiếp nhận xung quanh nếu không có giải pháp xử lý triệt để.
Tỉnh Cao Bằng là địa bàn miền núi phía Bắc có nguồn tài nguyên quặng mangan phong phú với trữ lượng dự báo khoảng 6,13 triệu tấn, tập trung ở các mỏ Tốc Tát, Lũng Luông. Sự hình thành các cơ sở luyện kim quy mô công nghiệp tại địa phương tạo động lực phát triển kinh tế nhưng cũng đặt ra áp lực lớn đối với hệ sinh thái địa phương. Nhà máy sản xuất Feromangan thuộc Công ty Cổ phần Khoáng sản Tây Giang đặt tại xã Ngũ Lão, huyện Hòa An là một trong những cơ sở chế biến sâu khoáng sản có quy mô lớn trên địa bàn tỉnh. Nhằm nhận diện toàn diện các nguồn thải, đánh giá hiệu quả vận hành của hệ sinh thái công trình xử lý và đề xuất giải pháp giảm thiểu ô nhiễm, tác giả Nguyễn Minh Châu đã thực hiện đề tài khóa luận tốt nghiệp: “Đánh giá công tác bảo vệ môi trường của nhà máy sản xuất Feromangan ở xã Ngũ Lão, huyện Hòa An, tỉnh Cao Bằng”.
Khóa luận xác định rõ ràng mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu:
- Nghiên cứu thực trạng công tác bảo vệ môi trường trong toàn bộ chuỗi sản xuất và phụ trợ của nhà máy sản xuất Feromangan tại xã Ngũ Lão.
- Phân tích các mặt tích cực đã đạt được và chỉ rõ những tồn tại, hạn chế của hệ thống xử lý môi trường tại cơ sở.
- Đề xuất hệ thống các giải pháp quản lý, kỹ thuật và tuyên truyền khả thi nhằm giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường xung quanh.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu được giới hạn cụ thể:
- Đối tượng nghiên cứu: Công tác bảo vệ môi trường gắn liền với chất lượng các thành phần môi trường vật lý (không khí xung quanh, khí thải ống khói, nước thải sinh hoạt, nước làm mát công nghiệp và chất thải rắn) phát sinh từ dây chuyền luyện Feromangan.
- Phạm vi không gian: Khuôn viên nhà máy sản xuất Feromangan tại xã Ngũ Lão, huyện Hòa An, tỉnh Cao Bằng với tổng diện tích 40.000 m² (4 ha) cùng vùng phụ cận giáp Quốc lộ 3 và nguồn tiếp nhận là suối Khuổi Hân.
- Phạm vi thời gian: Quá trình điều tra thực địa và khảo sát được tiến hành tập trung từ tháng 05/2014 đến tháng 08/2014, sử dụng chuỗi dữ liệu quan trắc môi trường năm 2012, 2013 và các số liệu kiểm toán chất thải của nhà máy.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Khóa luận thiết lập nền tảng tiếp cận dựa trên hệ thống khái niệm khoa học môi trường, khung pháp lý quản lý chất thải và hệ thống quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chuyên ngành:
-
Khung lý thuyết và khái niệm: Tác giả hệ thống hóa các định nghĩa chuẩn tắc về môi trường, môi trường tự nhiên, môi trường kiến tạo và môi trường không gian theo lý thuyết sinh thái học; bản chất của ô nhiễm môi trường theo Điều 6 Luật Bảo vệ môi trường năm 2005. Phân loại tác nhân ô nhiễm không khí thành chất ô nhiễm sơ cấp (SO₂, CO₂, CO, bụi phát tán trực tiếp từ lò luyện và khâu nghiền liệu) và chất ô nhiễm thứ cấp (SO₃, H₂SO₄ tạo thành do phản ứng quang hóa trong khí quyển); cơ chế ô nhiễm nguồn nước mặt và hiện tượng phú dưỡng hóa do mất cân bằng dinh dưỡng hữu cơ (N, P).
-
Khung văn bản pháp luật điều chỉnh:
- Luật Bảo vệ môi trường năm 2005 (thông qua ngày 29/11/2005, có hiệu lực từ ngày 01/07/2006).
- Luật Tài nguyên nước số 17/2012/QH13 (thông qua ngày 21/06/2012).
- Nghị định số 21/2008/NĐ-CP (sửa đổi, bổ sung một số điều của Nghị định 80/2006/NĐ-CP hướng dẫn Luật BVMT).
- Nghị định số 29/2011/NĐ-CP và Thông tư số 26/2011/TT-BTNMT quy định về đánh giá môi trường chiến lược, đánh giá tác động môi trường và cam kết bảo vệ môi trường.
- Nghị định số 117/2009/NĐ-CP về xử lý vi phạm hành chính trong lĩnh vực bảo vệ môi trường.
- Nghị định số 59/2007/NĐ-CP về quản lý chất thải rắn; Thông tư số 12/2011/TT-BTNMT về quản lý chất thải nguy hại.
-
Hệ thống Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia (QCVN) và Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) áp dụng làm chuẩn đối chiếu:
- Không khí: QCVN 05:2009/BTNMT (chất lượng không khí xung quanh); QCVN 06:2009/BTNMT (chất độc hại trong không khí xung quanh); QCVN 19:2009/BTNMT (khí thải công nghiệp đối với bụi và chất vô cơ, cột A và B); QCVN 20:2009/BTNMT; QCVN 26:2010/BTNMT (tiếng ồn); QCVN 27:2010/BTNMT (độ rung).
- Nước: QCVN 14:2008/BTNMT (nước thải sinh hoạt, cột B); QCVN 40:2011/BTNMT (nước thải công nghiệp, cột B); QCVN 08:2008/BTNMT (nước mặt); QCVN 09:2008/BTNMT (nước ngầm).
- Đất và chất thải: QCVN 03:2008/BTNMT; QCVN 07:2009/BTNMT; QCVN 45:2012/BTNMT.
- Phương pháp phân tích: Chuỗi TCVN 5067-1995, TCVN 5971-1995, TCVN 5972-1995, TCVN 6137-1995, TCVN 5964-1995 đối với không khí và tiếng ồn; TCVN 5992-1995, TCVN 5993-1995, TCVN 5996-1995, TCVN 6000-1995 đối với nước.
-
Phương pháp nghiên cứu:
- Phương pháp thu thập thông tin thứ cấp: Kế thừa hồ sơ Báo cáo ĐTM, Sổ đăng ký chủ nguồn thải chất thải nguy hại, các báo cáo kết quả quan trắc định kỳ của Chi cục Bảo vệ Môi trường tỉnh Cao Bằng và số liệu khí tượng - kinh tế xã hội của xã Ngũ Lão.
- Phương pháp liệt kê: Nhận dạng chi tiết các dòng thải và nguồn tác động theo từng công đoạn vận hành.
- Phương pháp thống kê: Phân tích, tổng hợp số liệu tải lượng ô nhiễm, thành phần rác thải theo công thức tính toán nhanh của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO).
- Phương pháp tổng hợp, so sánh: Đối chiếu các thông số thực đo với giới hạn cho phép tại các QCVN hiện hành.
- Phương pháp lấy mẫu hiện trường và phân tích phòng thí nghiệm: Được tiến hành với sự hỗ trợ của Trung tâm Quan trắc và Phân tích môi trường - Chi cục Bảo vệ Môi trường tỉnh Cao Bằng, thực hiện lấy tổng cộng 8 mẫu đại diện, bao gồm:
- 05 mẫu không khí: KK1 (Khu vực chứa thành phẩm, tọa độ X: 21°07'12", Y: 103°50'25"), KK2 (Khu vực nghiền quặng, tọa độ X: 22°45'23", Y: 101°33'12"), KK3 (Lề đường QL3 cách nhà máy 200m về phía Đông Bắc, tọa độ X: 23°07'12", Y: 99°34'56"), KK4 (Khu vực lò luyện Feromangan, tọa độ X: 25°23'12", Y: 107°40'45"), KT1 (Khí thải ống khói lò luyện, tọa độ X: 35°47'54", Y: 108°60'54").
- 03 mẫu nước: NT (Nước thải sinh hoạt tại mương dẫn cạnh nhà ăn, tọa độ X: 34°57'54", Y: 97°40'43"), NT1 (Nước thải tại mương dẫn gần bể làm mát, tọa độ X: 54°33'45", Y: 110°30'43"), NT2 (Nước thải tại mương dẫn phòng hóa nghiệm, tọa độ X: 33°57'13", Y: 112°34'44").
Nội dung chính theo từng chương
PHẦN 1: MỞ ĐẦU
Nội dung phần này xác định tính cấp thiết của đề tài xuất phát từ sự bùng nổ của ngành luyện kim và nhu cầu phụ gia luyện thép Feromangan trên toàn quốc. Tác giả luận giải việc lựa chọn Nhà máy sản xuất Feromangan thuộc Công ty Cổ phần Khoáng sản Tây Giang tại xã Ngũ Lão, huyện Hòa An – một đơn vị sản xuất lớn với 2 lò điện hồ quang và dây chuyền thiêu kết – để đánh giá toàn diện công tác quản trị môi trường. Phần mở đầu thiết lập mục tiêu, phương hướng giải quyết, ý nghĩa học tập và giá trị thực tiễn đối với công tác kiểm soát ô nhiễm địa phương.
PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
Chương tổng quan cung cấp cơ sở khoa học, hệ thống luật định và bức tranh thực tế về ngành mangan:
- Trình bày toàn diện khái niệm môi trường, cơ chế phát tán và chuyển hóa các chất ô nhiễm trong các môi trường thành phần.
- Liệt kê đầy đủ 7 văn bản quy phạm pháp luật (Luật BVMT, Luật Tài nguyên nước, các Nghị định và Thông tư hướng dẫn) cùng 14 Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia làm cơ sở pháp lý và ngưỡng đối sánh.
- Phân tích hiện trạng tài nguyên và sản xuất Feromangan tại Việt Nam: Trữ lượng quặng mangan cả nước ước đạt 11,1 triệu tấn, quy hoạch vốn đầu tư 2.140 tỷ đồng (thăm dò 55 tỷ, khai thác 464 tỷ). Toàn quốc có tổng công suất ước tính khoảng 400.000 tấn/năm.
- Thực trạng tại Cao Bằng: Trữ lượng dự báo đạt 6,13 triệu tấn, nhu cầu sử dụng đến năm 2020 khoảng 3 triệu tấn với 10 cơ sở luyện. Công ty Cổ phần Khoáng sản Tây Giang đã đầu tư 600 tỷ đồng xây dựng 2 lò luyện công suất 43.000 tấn/năm và 1 lò thiêu kết mangan 400 tấn/ngày. Tác giả ghi nhận mỏ Tốc Tát (Trà Lĩnh) khai thác lộ thiên chỉ đạt 12.000 tấn/năm nên từ tháng 7/2013 nhà máy phải thu mua bổ sung quặng từ Hà Giang và nhập khẩu từ Úc, Nam Phi.
PHẦN 3: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Chương này xác định ranh giới không gian, thời gian và phương pháp thu thập dữ liệu:
- Đối tượng là chất lượng môi trường không khí, nước, chất thải rắn và các công trình xử lý tại Nhà máy Feromangan Ngũ Lão; thời gian thực hiện từ tháng 05/2014 đến tháng 08/2014.
- Làm rõ nội dung nghiên cứu gồm 5 bước: Khảo sát điều kiện tự nhiên - kinh tế xã hội; Đánh giá hiện trạng các thành phần môi trường; Khảo sát các biện pháp BVMT đã áp dụng; Chỉ ra những tồn tại, hạn chế kỹ thuật; Đề xuất giải pháp khắc phục.
- Trình bày chi tiết tọa độ 8 điểm quan trắc, liệt kê trang thiết bị hiện trường (máy đo khí và tiếng ồn hãng Testo) cùng các tiêu chuẩn phương pháp lấy mẫu, bảo quản và phân tích trong phòng thí nghiệm.
PHẦN 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
Đây là chương nội dung cốt lõi của khóa luận, phản ánh toàn diện các số liệu điều tra:
- Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội và mặt bằng sản xuất: Nhà máy nằm trong thung lũng đồi núi thấp với diện tích 4 ha (20.000 m² xưởng và 20.000 m² phụ trợ, cây xanh). Về địa lý, tiếp giáp Quốc lộ 3 ở phía Nam, cách xóm Mạy Thang 1,5 km, quanh nhà máy có 4 hộ dân lẻ (3 hộ có người làm việc trong xưởng). Khu vực chịu ảnh hưởng của rừng trồng keo 165 ha phía Đông Bắc. Nhiệt độ trung bình năm 20,5°C; lượng mưa trung bình 1.737 mm/năm (lớn nhất đạt 2.044 mm, thấp nhất 1.252 mm). Nguồn tiếp nhận nước mặt là suối Khuổi Hân đổ ra sông Bằng Giang; địa chất không có tầng chứa nước ngầm. Cơ cấu kinh tế xã Ngũ Lão chủ yếu là nông nghiệp (lúa mùa 165 ha, ngô mùa 5 ha, đỗ tương 12 ha); dân số Bản Gủn khoảng 500 người (Tày, Nùng, Kinh).
- Hạ tầng kỹ thuật và công nghệ sản xuất: Bảng danh mục công trình nêu rõ diện tích kho than cốc và quặng Mn (3.888 m²), nhà phối liệu (1.296 m²), xưởng chính lò luyện (12.000 m²), bãi xỉ (5.000 m²), tường rào bê tông (2.332 m²), mương dẫn và cống thoát. Thông số công nghệ chính gồm: Lò điện hồ quang 12.500 KVA (công suất 21.600 tấn/năm); lò thiêu kết 400 tấn/ngày; quạt hút bụi 160 kW lưu lượng 124.000 m³/h; 2 máy nén khí di động W-0,9/8 (áp suất làm việc 8,0 bar, dung tích 180 lít, chế tạo tại Trung Quốc năm 2012). Thuyết minh chu trình sản xuất khép kín: Quặng Mn (>30%), than cốc (>80%) và trợ dung Đolomit (CaMg)CO₃ qua máy nghiền búa, sàng rung lấy hạt <5mm qua 2 máy trộn thùng quay -> Lò thiêu kết (sử dụng khí CO lò than) tạo quặng hạt 10-80mm -> Băng tải cấp liệu lò điện hồ quang 12.500 KVA thực hiện phản ứng khử nhiệt sinh MnSi, FeSi và xỉ lỏng -> Định kỳ 8 giờ tháo lò một lần, làm nguội tự nhiên và đập cỡ >20mm thành phẩm đóng bao.
- Hiện trạng môi trường khu vực sản xuất:
- Môi trường không khí: Đánh giá số liệu quan trắc 2012-2013 cho thấy hàm lượng SO₂, NO₂, CO, H₂S, NH₃ tại các vị trí KK1, KK2, KK3 đều đạt QCVN 05:2009/BTNMT. Tuy nhiên, bụi lơ lửng tại khu vực lò luyện (KK4) đạt 0,316 mg/m³, vượt giới hạn cho phép (0,3 mg/m³). Khí thải ống khói (KT1) ghi nhận nồng độ bụi 185 mg/m³ (dưới chuẩn QCVN 19:2009/BTNMT cột B là 200 mg/m³), CO đạt 562 mg/m³, SO₂ đạt 289 mg/m³, NO₂ đạt 371 mg/m³, Hydrocacbon đạt 441 mg/m³.
- Môi trường nước: Nước thải sinh hoạt từ 350 người có TSS đạt 312 mg/l (vượt giới hạn 100 mg/l tại QCVN 14:2008/BTNMT cột B) và Coliform lên tới 32.000 MPN/100ml (vượt giới hạn 5.000 MPN/100ml). Nước làm mát tuần hoàn lưu lượng 5.200 m³/ngày (NT1) và nước thải phòng thí nghiệm hóa nghiệm (NT2) sau trung hòa bằng vôi bột đều đạt QCVN 40:2011/BTNMT cột B.
- Chất thải rắn: Khối lượng rác sinh hoạt phát sinh là 280 kg/ngày đêm (0,8 kg/người/ngày cho 350 người), phân tích theo WHO gồm 50,1% rác thực phẩm (87,6 kg), 37,7% chất thải khác; bùn bể tự hoại 10 kg/tháng. Chất thải rắn sản xuất chủ yếu là xỉ luyện kim phát sinh 100 tấn/ngày đêm (khoảng 38.880 tấn/năm). Chất thải nguy hại phát sinh 805 kg/năm (dầu mỡ thải, giẻ lau nhiễm dầu, bóng đèn huỳnh quang, ắc quy chì).
- Thực trạng và đánh giá các công trình bảo vệ môi trường:
- Khí thải: Hệ thống Cyclon ướt lọc thô và tinh kết hợp hấp phụ nước chân tháp (ống khói cao 35m) tại lò thiêu kết; hệ thống lọc túi vải cửa ra quặng thiêu kết (buồng 3 ngăn, van xung khí 5-7 kg, chu kỳ 5 phút rũ bụi, ống khói 16m); hệ thống lọc túi vải lò điện hồ quang gồm ống xoắn lắng trọng lực và 6 buồng lắng (180 túi/buồng, hiệu suất lọc bụi >96%, ống khói 16m; có 2 ống khói sự cố lò xả tự do).
- Nước thải: Hệ thống rãnh thoát nước mưa dài 900m kèm 15 hố ga; bể tự hoại 3 ngăn xử lý nước thải sinh hoạt (hiệu suất xử lý cặn 80-90%, hút bùn 2 lần/năm); hệ thống bể nước làm mát lò luyện tuần hoàn dung tích 5.000 m³ (chia làm 18 ô kích thước 10,5m x 9,5m x 3m) đi kèm 3 tháp tản nhiệt cưỡng bức và 2 bơm cấp liệu (189 m³/h và 100 m³/h), nước tuần hoàn 100% không xả thải; bể xử lý nước thải lò thiêu kết 3 ngăn (30 m³) sử dụng vật liệu lọc là xỉ bông, cát sỏi; bể làm nguội xỉ bông diện tích 35 m².
- Chất thải rắn: Bố trí 31 thùng rác (03 thùng 660L, 03 thùng 120L, 25 thùng nhỏ) ký hợp đồng với Công ty Đầu tư Phát triển và Môi trường vận chuyển. Phân loại và tái chế xỉ thải 38.880 tấn/năm: Xỉ hồi lò (15% ~ 5.832 tấn/năm) nấu lại; xỉ tuyển Mn (35% ~ 13.608 tấn/năm) đưa về Bản Khuông tuyển bột SiMn; xỉ bông (35% ~ 13.608 tấn/năm) bán cho nhà máy xi măng, bê tông; xỉ cục (15% ~ 5.832 tấn/năm) đổ thải tại bãi chứa.
PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Khóa luận tổng kết toàn bộ bức tranh môi trường của nhà máy, khẳng định nhà máy đã xây dựng hệ sinh thái công trình môi trường tương đối đồng bộ nhưng vẫn còn tồn tại các chỉ tiêu vượt chuẩn (bụi lò luyện, TSS và Coliform nước sinh hoạt). Tác giả kiến nghị các biện pháp hoàn thiện công nghệ, cải tạo bể tự hoại, giám sát định kỳ và tăng cường kiểm tra an toàn lao động.
Kết quả và đóng góp
Kết quả định lượng chính
Khóa luận đã định lượng cụ thể các thông số phát thải thông qua các bảng số liệu đo đạc thực nghiệm:
1. Chất lượng môi trường không khí khu vực sản xuất (năm 2012 - 2013):
| Thông số đo |
Đơn vị |
KK1 (Thành phẩm) |
KK2 (Nghiền liệu) |
KK3 (Đường QL3) |
KK4 (Lò luyện) |
QCVN 05:2009/BTNMT |
| H₂S |
mg/m³ |
Kph |
Kph |
Kph |
Kph |
0,042* (QCVN 06) |
| NH₃ |
mg/m³ |
0,015 |
0,014 |
0,017 |
0,003 |
0,2* (QCVN 06) |
| SO₂ |
mg/m³ |
0,034 |
0,032 |
0,042 |
0,043 |
0,35 |
| CO |
mg/m³ |
1,32 |
1,04 |
4,02 |
4,82 |
30 |
| NO₂ |
mg/m³ |
0,031 |
0,028 |
0,046 |
0,048 |
0,2 |
| Bụi lơ lửng (TSP) |
mg/m³ |
0,117 |
0,107 |
0,147 |
0,316 |
0,3 |
Ghi chú: Kph: Không phát hiện; Mẫu KK4 vượt ngưỡng QCVN 05:2009/BTNMT.
2. Chất lượng khí thải ống khói lò luyện (KT1 - tháng 10/2013):
- Bụi lơ lửng: 185 mg/m³ (QCVN 19:2009 Cột B: 200 mg/m³; Cột A: 400 mg/m³).
- Khí CO: 562 mg/m³ (QCVN Cột B: 1000 mg/m³).
- Khí SO₂: 289 mg/m³ (QCVN Cột B: 500 mg/m³).
- Khí NO₂: 371 mg/m³ (QCVN Cột B: 850 mg/m³).
- Hydrocacbon: 441 mg/m³.
3. Chất lượng các dòng nước thải tại cơ sở:
| Chỉ tiêu phân tích |
Đơn vị |
Nước thải sinh hoạt (NT) |
QCVN 14:2008 (Cột B) |
Nước làm mát (NT1) |
Nước hóa nghiệm (NT2) |
QCVN 40:2011 (Cột B) |
| pH |
- |
7,47 |
5 - 9 |
7,47 |
7,94 |
5,5 - 9 |
| COD |
mg/l |
867,3 |
- |
16,2 |
37,2 |
150 |
| TSS |
mg/l |
312 |
100 |
9 |
21 |
100 |
| Tổng Coliform |
MPN/100ml |
32.000 |
5.000 |
890 |
1200 |
5.000 |
| Nhiệt độ |
°C |
27,51 |
- |
34,47 |
36,64 |
40 |
| Asen (As) |
mg/l |
0,00019 |
- |
0,00032 |
0,00217 |
1 |
| Chì (Pb) |
mg/l |
0,00047 |
- |
0,00094 |
0,00114 |
0,5 |
| Mangan (Mn) |
mg/l |
0,31 |
- |
0,05 |
0,033 |
1 |
Ghi chú: Nước thải sinh hoạt NT có thông số TSS và Coliform vượt quy chuẩn xả thải; nước sản xuất đạt chuẩn.
4. Phân luồng và xử lý xỉ thải sản xuất (Tổng lượng phát sinh: ~38.880 tấn/năm):
- Xỉ hồi lò (15% ~ 5.832 tấn/năm): Hoàn lưu lò luyện để tận thu nhiệt và kim loại.
- Xỉ tuyển mangan (35% ~ 13.608 tấn/năm): Chuyển đến mỏ Bản Khuông để tuyển thành bột Silicomangan.
- Xỉ bông (35% ~ 13.608 tấn/năm): Xuất bán cho các cơ sở sản xuất xi măng và bê tông kết cấu.
- Xỉ cục (15% ~ 5.832 tấn/năm): Vận chuyển lưu giữ tại bãi thải rắn của nhà máy.
Giải pháp tác giả đề xuất
- Nhóm giải pháp kỹ thuật:
- Định kỳ kiểm tra, bảo trì độ kín buồng lọc vải, kịp thời thay thế các túi vải bị thủng, tối ưu hóa chu kỳ rũ bụi bằng khí nén để giảm nồng độ bụi tại khu vực lò điện (KK4) và hạ thấp bụi phát thải từ ống khói.
- Lắp đặt bổ sung ngăn khử trùng (sử dụng viên nén Cloramin B hoặc hóa chất khử trùng chuyên dụng) tại ngăn cuối bể tự hoại nhằm tiêu diệt vi khuẩn Coliform; cải tạo ngăn lắng lọc kỵ khí để hạ nồng độ TSS trước khi thoát vào mương nước mưa.
- Thường xuyên nạo vét cát lắng và thay thế định kỳ lớp vật liệu lọc xỉ bông - cát sỏi tại bể xử lý nước rửa khí thiêu kết (30 m³).
- Nhóm giải pháp quản lý:
- Thiết lập chương trình giám sát môi trường định kỳ tối thiểu 2 lần/năm đối với không khí và nước; cập nhật Sổ đăng ký chủ nguồn thải chất thải nguy hại với khối lượng 805 kg/năm theo Thông tư 12/2011/TT-BTNMT.
- Bố trí khu vực lưu giữ chất thải nguy hại (diện tích 15 m²) có biển cảnh báo, sàn chống thấm, gờ thu gom dầu tràn.
- Quản lý nghiêm ngặt việc vận chuyển nguyên liệu: Xe chở quặng và than cốc phải phủ bạt kín; định kỳ phun ẩm đường nội bộ 2 lần/ngày bằng hệ thống đường ống phi 27 tại phân xưởng thiêu kết.
- Nhóm giải pháp tuyên truyền, giáo dục:
- Ban hành quy chế thưởng phạt rõ ràng về vệ sinh công nghiệp và an toàn lao động; tổ chức tập huấn định kỳ về ứng phó sự cố hóa chất, sự cố lò nung và an toàn cháy nổ (PCCC).
- Kiểm tra việc mang bảo hộ lao động (khẩu trang than hoạt tính, kính bảo hộ, mũ an toàn công nghiệp theo QCVN 06:2012/BLĐTBXH).
Đóng góp thực tiễn của khóa luận
Khóa luận đã cung cấp một bộ dữ liệu quan trắc toàn diện về nhà máy sản xuất Feromangan quy mô lớn đầu tiên tại Cao Bằng. Điểm đóng góp nổi bật mà tác giả tự nêu là phân tích chi tiết cơ chế tuần hoàn kín 100% của hệ thống làm mát 5.000 m³ và làm rõ tỷ lệ tái chế, thương mại hóa lên đến 85% đối với chất thải rắn xỉ lò (tận dụng làm phụ gia xi măng, tuyển SiMn và hồi lò), chỉ còn 15% phải chôn lấp tạm thời. Đây là cơ sở thực chứng phản ánh khả năng áp dụng mô hình sản xuất sạch hơn trong ngành luyện kim màu.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
- Hạn chế của nghiên cứu:
- Khóa luận chỉ thực hiện lấy mẫu môi trường trong một đợt khảo sát đơn lẻ kết hợp số liệu quan trắc năm 2012-2013, chưa theo dõi được biến thiên tải lượng phát thải liên tục qua các mùa (mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 và mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10).
- Nghiên cứu chưa đi sâu phân tích đánh giá hàm lượng kim loại nặng tích tụ trong tầng đất nông nghiệp và chuỗi sinh khối thực vật xung quanh khu vực bãi thải xỉ rộng 5.000 m².
- Chưa định lượng chi tiết ảnh hưởng phát tán khí từ 2 ống khói xả sự cố trực tiếp của lò nung khi xảy ra sự cố kỹ thuật.
- Hướng mở nghiên cứu tiếp theo:
- Thiết lập mô hình tính toán lan truyền ô nhiễm bụi MnO và khí độc trong điều kiện địa hình thung lũng khép kín của xã Ngũ Lão.
- Nghiên cứu sâu về khả năng ngấm chiết kim loại nặng từ xỉ cục lưu giữ tại bãi thải rắn ra nguồn tiếp nhận suối Khuổi Hân.
- Nghiên cứu ứng dụng bùn thải bể tự hoại và xỉ bông làm vật liệu hấp phụ kim loại trong xử lý môi trường.
Giá trị tham khảo
- Đối tượng sử dụng: Tài liệu là nguồn tham khảo hữu ích cho sinh viên, học viên chuyên ngành Khoa học Môi trường, Quản lý Tài nguyên & Môi trường, Kỹ thuật Môi trường và Luyện kim - Công nghệ Vật liệu.
- Giá trị nội dung phục vụ nghiên cứu tương tự:
- Cung cấp mô hình tham khảo chuẩn xác về quy trình đánh giá hiện trạng môi trường tại một nhà máy luyện kim công nghiệp quy mô 43.000 tấn/năm.
- Phần thuyết minh cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cụm thiết bị Cyclon kết hợp hấp phụ ướt, buồng lọc bụi túi vải 6 ngăn có van xung khí nén và hệ thống tuần hoàn nước làm mát 18 ô (5.000 m³) là tư liệu kỹ thuật thực tế quý giá cho các đồ án thiết kế hệ thống xử lý khí thải và nước thải công nghiệp.
- Số liệu phân tích về tỷ lệ thành phần rác thải và phương pháp phân tách các dòng xỉ quặng mangan hữu ích cho các đề tài nghiên cứu về tái chế chất thải rắn công nghiệp.
Câu hỏi thường gặp
1. Khí thải và bụi từ lò luyện Feromangan của nhà máy được xử lý bằng công nghệ gì và hiệu suất đạt bao nhiêu?
Khí thải lò luyện được hút cưỡng bức qua hệ thống ống xoắn lắng bụi trọng lực để giữ hạt thô, sau đó dẫn vào hệ thống buồng lắng gồm 6 buồng với tổng số 1.080 túi vải (180 túi/buồng). Bụi được rũ định kỳ bằng 12 van xung khí nén điều khiển luân chuyển vòng tròn từ máy nén khí 18,5 kW. Khí sạch thoát ra qua ống khói cao 16m; hiệu suất thu hồi bụi của hệ thống đạt hơn 96%. Ngoài ra, mỗi lò có 2 ống khói sự cố xả trực tiếp không qua lọc chỉ mở khi xảy ra sự cố nhằm bảo vệ lò.
2. Nước thải làm mát từ các lò luyện của nhà máy được xử lý và xả thải như thế nào?
Nước làm mát lò luyện có lưu lượng khoảng 5.200 m³/ngày được vận hành tuần hoàn 100%, hoàn toàn không xả thải ra môi trường tự nhiên. Nước sau khi làm mát cổ lò, má ôm điện cực và dầu biến áp được dẫn qua 3 tháp làm mát cưỡng bức rồi chảy vào bể chứa tuần hoàn dung tích 5.000 m³ (gồm 18 ô ngăn, kích thước mỗi ô 10,5m x 9,5m x 3m). Nước chỉ bị hao hụt do bốc hơi và được cấp bổ sung định kỳ.
3. Tại sao mẫu nước thải sinh hoạt (NT) của nhà máy lại vượt quy chuẩn xả thải?
Kết quả phân tích mẫu NT tại rãnh thoát cạnh nhà ăn cho thấy chỉ tiêu Tổng chất rắn lơ lửng (TSS = 312 mg/l) và Tổng Coliform (32.000 MPN/100ml) vượt ngưỡng QCVN 14:2008/BTNMT cột B (ngưỡng tương ứng là 100 mg/l và 5.000 MPN/100ml). Nguyên nhân là do hệ thống bể tự hoại chưa có ngăn khử trùng chuyên biệt, kết hợp với việc nước mưa chảy tràn qua bề mặt khuôn viên cuốn theo đất cát, bụi bẩn và rác hữu cơ hòa vào mương dẫn mà chưa được lắng lọc triệt để.
4. Lượng xỉ thải phát sinh trong quá trình sản xuất Feromangan được xử lý và tái sử dụng ra sao?
Quá trình luyện sinh ra khoảng 100 tấn xỉ/ngày đêm (~38.880 tấn/năm). Nhà máy phân loại và tiêu thụ:
- 15% (5.832 tấn/năm) là xỉ hồi lò được đưa quay lại nấu luyện.
- 35% (13.608 tấn/năm) là xỉ giàu mangan được chuyển tới mỏ Bản Khuông tuyển làm Silicomangan.
- 35% (13.608 tấn/năm) là xỉ bông làm nguội nhanh bằng nước được bán cho các đơn vị làm phụ gia xi măng và bê tông.
- 15% (5.832 tấn/năm) là xỉ cục được thu gom lưu giữ tại bãi thải 5.000 m² của nhà máy.
5. Vị trí quan trắc môi trường không khí nào của nhà máy có nồng độ chất ô nhiễm vượt ngưỡng quy chuẩn?
Trong 5 vị trí quan trắc không khí, điểm KK4 tại khu vực Lò luyện Feromangan (tọa độ X: 25°23'12", Y: 107°40'45") ghi nhận hàm lượng bụi lơ lửng (TSP) đạt 0,316 mg/m³, vượt mức giới hạn cho phép 0,3 mg/m³ theo QCVN 05:2009/BTNMT (trung bình 1 giờ). Các thông số khí SO₂, NO₂, CO tại điểm này và các điểm KK1, KK2, KK3 đều nằm trong giới hạn quy chuẩn.
Kết luận
Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Nguyễn Minh Châu là công trình nghiên cứu môi trường có cấu trúc chặt chẽ, phản ánh trung thực và định lượng chi tiết hiện trạng hoạt động bảo vệ môi trường tại Nhà máy sản xuất Feromangan Ngũ Lão thuộc Công ty Cổ phần Khoáng sản Tây Giang. Dữ liệu thực nghiệm đã ghi nhận rõ nét ưu điểm của các giải pháp kỹ thuật tuần hoàn nước làm mát 5.000 m³ và chu trình tái chế 85% xỉ thải công nghiệp, đồng thời chỉ ra chính xác các điểm tồn tại về nồng độ bụi tại khu vực lò luyện và ô nhiễm vi sinh, chất rắn lơ lửng trong nước thải sinh hoạt. Các kiến nghị cải tiến kỹ thuật buồng lọc túi vải, bổ sung khử trùng bể tự hoại và hoàn thiện cơ chế quản lý chất thải nguy hại là những đóng góp có ý nghĩa thực tế cao đối với công tác giám sát, kiểm soát ô nhiễm luyện kim trên địa bàn tỉnh Cao Bằng.