Giới thiệu dự án
Ngành sản xuất nến thơm và nến mỹ nghệ xuất khẩu đóng vai trò quan trọng trong chuỗi cung ứng hàng tiêu dùng toàn cầu. Với sự chuyển dịch sản xuất từ Trung Quốc sang Việt Nam do các rào cản thuế quan chống bán phá giá tại thị trường Hoa Kỳ và Liên minh Châu Âu (EU), Việt Nam hiện sở hữu 06 cụm nhà máy sản xuất nến quy mô lớn có vốn đầu tư trực tiếp nước ngoài (FDI). Tuy nhiên, đặc thù công nghệ chế biến sáp nến kéo theo nhiều rủi ro nghiêm trọng về ô nhiễm môi trường do khí thải parafin, hơi dung môi hương liệu, khí thải lò hơi đốt than và chất thải rắn nguy hại.
Dự án nghiên cứu "Đánh giá hiện trạng xử lý môi trường tại nhà máy nến AROMA BAY CANDLES" (thực hiện tại Công ty TNHH Aroma Bay Candles, diện tích $28.000\text{ m}^2$, công suất $3.000\text{ tấn/năm}$, đặt tại Dương Kinh, TP. Hải Phòng) tập trung khảo sát toàn diện hệ sinh thái kiểm soát chất thải của nhà máy từ giai đoạn vận hành bình thường đến khi phát sinh sự cố hỏa hoạn công nghiệp, từ đó đề xuất hệ giải pháp công nghệ và quản lý bền vững.
+-------------------------------------------------------------------------+
| VẤN ĐỀ Ô NHIỄM TRỌNG ĐIỂM TẠI NHÀ MÁY NẾN |
+-------------------------------------------------------------------------+
| 1. Khí thải & Hơi dung môi: Hơi Parafin, Benzen, Formaldehit từ gia |
| nhiệt sáp (60°C) và đốt than lò hơi (SO2, NOx, CO, Bụi tổng). |
| 2. Nước thải: TSS và BOD5 cao từ sinh hoạt & nước mưa kéo theo dầu mỡ |
| sáp nến, lưu lượng dao động Q_max = 130 m3/ngày. |
| 3. Chất thải nguy hại: 200 kg/tháng giẻ lau dính dầu, bao bì màu, |
| ắc quy chì-axit, cặn muối kim loại tạo màu ngọn lửa (Ba, Cu, Li). |
| 4. Sự cố cháy nổ: Rủi ro bắt cháy sáp parafin nhiệt độ cao gây thảm họa |
| môi trường cục bộ và phá hủy công trình xử lý phụ trợ. |
+-------------------------------------------------------------------------+
Mục tiêu dự án
- Khảo sát và định lượng chi tiết các dòng phát thải (nước thải sinh hoạt, khí thải lò hơi, hơi hóa chất parafin, chất thải rắn thông thường và chất thải nguy hại) theo công suất vận hành $280\text{ tấn/tháng}$.
- Phân tích chuỗi số liệu quan trắc môi trường đa chiều trong giai đoạn 2016–2017 đối chiếu theo các quy chuẩn hiện hành:
QCVN 40:2011/BTNMT, QCVN 19:2009/BTNMT, QCVN 26:2010/BTNMT và TCVSLĐ 3733/2002/QĐ-BYT.
- Đánh giá tính ổn định của hệ thống lọc bụi túi vải, trạm xử lý sinh học Aerotank ($17\text{m} \times 17\text{m}$) và giàn lạnh làm mát tuần hoàn trước và sau sự cố cháy nhà xưởng ngày 24/07/2016.
- Đề xuất phương án tối ưu hóa công nghệ kiểm soát ô nhiễm không khí, thu hồi nhiệt thải và nâng cao hiệu suất xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn xả thải loại A.
Phạm vi và giới hạn nghiên cứu
- Không gian: Toàn bộ khuôn viên $28.000\text{ m}^2$ của nhà máy Aroma Bay Candles tại Hưng Đạo, Dương Kinh, Hải Phòng, bao gồm: phân xưởng nấu sáp - rót khuôn, xưởng đóng gói, trạm lò hơi, trạm xử lý nước thải và kho lưu giữ chất thải nguy hại.
- Thời gian: Chuỗi số liệu phân tích định kỳ 6 tháng đầu năm 2016, Quý III/2016 (giai đoạn hỏa hoạn), Quý IV/2016 (giai đoạn phục hồi) và 6 tháng đầu năm 2017.
- Giới hạn công nghệ: Nhà máy không sử dụng nước trong dây chuyền sản xuất chính, nguồn phát sinh nước thải tập trung vào dòng nước thải sinh hoạt của cán bộ công nhân viên kết hợp nước mưa bề mặt cuốn theo tạp chất dầu mỡ parafin.
Phân tích và thiết kế giải pháp
Phân tích hiện trạng
Tại các cơ sở sản xuất nến truyền thống, việc thu gom hơi sáp và bụi than lò hơi thường dựa vào phương pháp phân tán tự nhiên hoặc xyclon đơn giản dẫn đến nồng độ bụi và hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOCs) vượt ngưỡng cho phép từ 2 đến 3 lần. Dưới đây là bảng so sánh các giải pháp kỹ thuật kiểm soát ô nhiễm trong ngành nến:
| Tiêu chí so sánh |
Phương pháp Cyclone + Tháp đệm |
Hệ thống Lọc túi vải (Bag Filter) + Giàn lạnh màng giấy |
Hệ thống Lọc bụi tĩnh điện (ESP) + Hấp phụ Carbon |
| Hiệu suất tách bụi thô |
65% – 75% |
95% – 99% (Hạt bụi $\ge 0.5,\mu\text{m}$) |
98% – 99.5% |
| Xử lý hơi sáp & VOCs |
Thấp, dễ nghẹt tháp do sáp đông |
Cao nhờ ngưng tụ giàn lạnh + lọc màng |
Rất cao nhờ than hoạt tính |
| Chi phí đầu tư ban đầu |
Thấp ($< 150\text{ triệu VNĐ}$) |
Trung bình ($350 - 500\text{ triệu VNĐ}$) |
Rất cao ($> 1.2\text{ tỷ VNĐ}$) |
| Chi phí vận hành & bảo dưỡng |
Thấp |
Trung bình (thay túi định kỳ) |
Rất cao (thay lớp hấp phụ, tiêu hao điện cực) |
| Tính khả thi với nến thơm |
Kém khả thi (nguy cơ bám dính cao) |
Tối ưu (Được áp dụng tại dự án) |
Khả thi nhưng chi phí không tương xứng |
Yêu cầu kỹ thuật theo mô hình MoSCoW:
- Must have (Bắt buộc): Hệ thống lọc bụi tay áo cho lò hơi đốt than; hệ thống tách dầu mỡ sơ bộ kết hợp bể hiếu khí Aerotank cho dòng thải sinh hoạt; phân định và dán nhãn chất thải nguy hại theo mã CTNH: $31.000039\text{ T}$.
- Should have (Nên có): Giàn lạnh công nghiệp màng cellulose làm mát bay hơi để hạ nhiệt độ vùng rót khuôn, giảm phát tán hơi tinh dầu và parafin ra môi trường xung quanh.
- Could have (Có thể có): Biến tần điều khiển lưu lượng quạt hút khí thải theo tải trọng lò hơi nhằm tiết kiệm điện năng tiêu thụ.
- Won't have (Chưa áp dụng): Hệ thống quan trắc khí thải tự động CEMS liên tục (do giới hạn quy mô nguồn thải nhóm II).
graph TD
A[Nguyên liệu: Parafin, Stearin, Tinh dầu, Màu] --> B[Nấu chảy sáp tại 60°C]
B -->|Hơi sáp, VOCs, Nhiệt thừa| C[Giàn lạnh màng Celluloid & Quạt hút]
B --> D[Bơm vào bồn chứa & Phối trộn phụ gia]
D --> E[Rót khuôn tự động]
E --> F[Làm nguội & Đông cứng định hình]
F --> G[Đóng gói & Đóng thùng Carton]
G --> H[Lưu kho thành phẩm]
I[Lò hơi đốt than cấp nhiệt] -->|Khí thải: SO2, NOx, CO, Bụi| J[Hệ thống Lọc bụi tay áo 8 cụm]
J -->|Khí sạch đạt QCVN 19:2009| K[Ống khói xả ra khí quyển]
L[Nước thải sinh hoạt & Nước mặt rãnh D100] --> M[Hố ga chắn rác & Bể tách mỡ]
M --> N[Bể Aerotank 17mx17m]
N --> O[Bể lắng đợt 2 & Khử trùng]
O -->|Nước đạt QCVN 40:2011 Cột A| P[Xả thải ra sông Thải]
Thiết kế hệ thống xử lý
1. Hệ thống xử lý khí thải và hơi parafin
- Cụm thiết bị lọc bụi tay áo (Bag Filter): Gồm 08 đơn nguyên lắp đặt phân tán tại các vị trí phát sinh: lò hơi đốt than, xưởng sản xuất, phân xưởng bao bì, kho than và tuyến vận chuyển.
- Vận tốc dòng khí qua bề mặt vải lọc ($v_f$): $1.2 - 1.5\text{ m/phút}$.
- Cơ cấu giũ bụi: Van điện từ (Solenoid Valve) điều khiển xung khí nén định kỳ áp suất $5 - 7\text{ bar}$ thổi ngược qua họng Venturi để làm sạch bề mặt túi mà không làm gián đoạn chu trình lọc.
- Hệ thống giàn lạnh giảm thiểu khuếch tán: 02 hệ thống giàn lạnh công nghiệp sử dụng màng trao đổi nhiệt dạng tổ ong cellulose. Nước bay hơi trên bề mặt màng giấy làm mát hấp thụ nhiệt lượng từ luồng khí nóng chứa hơi hương liệu, rút ngắn $40%$ thời gian đông cứng của sáp và cô lập các phân tử mùi không cho lan tỏa ra bên ngoài.
2. Trạm xử lý nước thải hợp khối Aerotank
- Mạng lưới thu gom: Hệ thống mương hở xây bằng đá hộc chịu lực, đáy bê tông mác
M200, mạng lưới ống thu gom chính bằng ống gang đường kính $\varnothing 100\text{ mm}$ chịu mài mòn hóa học dẫn về bể tách mỡ tập trung.
- Bể phản ứng sinh học Aerotank: Kích thước thiết kế $17\text{m} \times 17\text{m}$, chiều sâu hữu dụng $3.8\text{m}$, thể tích làm việc $V \approx 1.100\text{ m}^3$.
- Hệ thống cấp khí và tuần hoàn bùn: Dàn đĩa phân phối khí mịn bọt bọt micro-bubble duy trì nồng độ oxy hòa tan ($\text{DO}$) trong khoảng $2.0 - 3.5\text{ mg/L}$. Bơm tuần hoàn đưa bùn hoạt tính từ đáy bể lắng 2 về bể Aerotank nhằm duy trì nồng độ vi sinh vật hiếu khí ($\text{MLSS}$) ở mức $2.500 - 3.500\text{ mg/L}$. Bùn dư được dẫn sang bể nén trọng lực và xử lý ép lọc định kỳ.
Nước thải vào -> [ Bể tự hoại & Song chắn ]
-> [ Bể tách dầu mỡ sơ bộ ]
-> [ Bể Aerotank (17x17m, DO: 2-3.5 mg/L, MLSS: 3000 mg/L) ]
-> [ Bể lắng sinh học đợt II ] --(Bùn tuần hoàn 40%)--> [Trạm bơm]
-> [ Bể tiếp xúc khử trùng ]
-> Cửa xả sông Thải (QCVN 40:2011/BTNMT Cột A)
Phương pháp nghiên cứu và Đảm bảo chất lượng (QA/QC)
- Quy trình quan trắc không khí: Tuân thủ phương pháp đo bụi lơ lửng
TCVN 5067:1995, xác định hàm lượng $\text{SO}_2$ bằng phương pháp Pararosaniline theo TCVN 5971:1995, xác định $\text{NO}_2$ bằng phương pháp Griess-Saltzman cải tiến theo TCVN 6137:2009, đo hàm lượng $\text{CO}$ qua máy quang phổ đo khí ITA-PPTN-WI32.
- Quy trình phân tích nước thải: Lấy mẫu bảo quản theo tiêu chuẩn chuỗi hành trình
ISO 5667, xác định $\text{BOD}_5$ ở $20^\circ\text{C}$ sau 5 ngày bằng phương pháp cấy vi sinh đo áp suất, xác định $\text{COD}$ bằng phương pháp chuẩn độ Dicromat hồi lưu nóng, đo hàm lượng chất rắn lơ lửng $\text{TSS}$ bằng phương pháp sấy khô ở $105^\circ\text{C}$.
- Công thức chuẩn hóa xả thải: Nồng độ ô nhiễm tối đa cho phép trong nước thải công nghiệp ($C_{max}$) được tính toán theo công thức tại
QCVN 40:2011/BTNMT:
$$C_{max} = C \times K_q \times K_r$$
Trong đó:
- $C$: Giá trị quy định tại Bảng 1 của quy chuẩn.
- $K_q$: Hệ số lưu lượng/dung tích nguồn tiếp nhận ($K_q = 1.0$ đối với sông Thải).
- $K_r$: Hệ số lưu lượng nguồn thải ($K_r = 1.1$ đối với dải lưu lượng $Q \le 500\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$).
Implementation và kết quả
Quá trình triển khai và Tính toán kỹ thuật
Hệ thống xử lý được vận hành và giám sát qua các mô-đun chức năng. Các thuật toán cân bằng vật chất và thủy lực được áp dụng trong quá trình kiểm toán phát thải:
def calculate_aerotank_performance(q_inflow, bod_in, bod_out, mlss_conc, tank_vol):
"""
Tính toán hiệu suất khử BOD và tải trọng thể tích của bể Aerotank Aroma Bay
"""
# Lưu lượng tính theo m3/ngày, BOD tính theo mg/L (g/m3), tank_vol tính theo m3
mass_bod_in = (q_inflow * bod_in) / 1000.0 # kg BOD/ngày
mass_bod_out = (q_inflow * bod_out) / 1000.0 # kg BOD/ngày
efficiency = ((bod_in - bod_out) / bod_in) * 100.0
volumetric_loading = mass_bod_in / tank_vol # kg BOD/m3.ngày
f_m_ratio = mass_bod_in / (tank_vol * mlss_conc / 1000.0) # kg BOD/kg MLSS.ngày
return {
"removal_efficiency_pct": round(efficiency, 2),
"bod_load_kg_day": round(mass_bod_in, 2),
"volumetric_loading_rate": round(volumetric_loading, 4),
"f_m_ratio": round(f_m_ratio, 4)
}
# Áp dụng thông số thực nghiệm vận hành Aroma Bay Candles:
# Lưu lượng trung bình Q = 130 m3/ngày; BOD_in = 48.6 mg/L; BOD_out = 22.0 mg/L; V = 1098 m3; MLSS = 3000 mg/L
metrics = calculate_aerotank_performance(130, 48.6, 22.0, 3000, 1098.2)
# Kết quả: removal_efficiency_pct = 54.73%, bod_load = 6.32 kg/ngày, f_m_ratio = 0.0019
Kết quả quan trắc và Kiểm định thực nghiệm
1. Dữ liệu quan trắc chất lượng không khí qua các chu kỳ (2016 – 2017)
| Vị trí quan trắc |
6 tháng đầu 2016 ($\text{mg/m}^3$) |
Quý III/2016 (Hỏa hoạn) ($\text{mg/m}^3$) |
Quý IV/2016 (Khắc phục) ($\text{mg/m}^3$) |
6 tháng đầu 2017 ($\text{mg/m}^3$) |
Giới hạn TCVSLĐ 3733/2002 |
| Khu vực Sản xuất |
0.67 |
6.35 (Vượt) |
5.12 (Vượt) |
1.45 |
4.0 |
| Khu vực Đóng gói |
0.41 |
7.92 (Vượt) |
6.54 (Vượt) |
1.98 |
4.0 |
| Khu vực Kỹ thuật |
0.17 |
4.72 (Vượt) |
3.56 |
0.54 |
4.0 |
| Khu vực Thành phẩm |
0.34 |
6.62 (Vượt) |
5.76 (Vượt) |
1.46 |
4.0 |
| Kho Nguyên liệu |
0.23 |
5.80 (Vượt) |
4.21 (Vượt) |
1.09 |
4.0 |
| Khu vực Lò hơi |
1.24 |
6.65 (Vượt) |
5.15 (Vượt) |
1.37 |
4.0 |
| Cổng Công ty |
0.30 |
0.30 |
0.30 |
0.30 |
0.30 ($\text{g/m}^3$) |
Phân tích dữ liệu: Trong điều kiện vận hành chuẩn (đầu 2016 và đầu 2017), hàm lượng bụi tổng tại tất cả các phân xưởng dao động từ $0.17 - 1.98\text{ mg/m}^3$, hoàn toàn đáp ứng tiêu chuẩn vệ sinh lao động ($< 4.0\text{ mg/m}^3$). Khi xảy ra vụ hỏa hoạn ngày 24/07/2016 thiêu rụi phân xưởng đóng gói, nồng độ bụi tăng vọt $1.900%$ tại khu đóng gói ($7.92\text{ mg/m}^3$) và $536%$ tại khu lò hơi ($6.65\text{ mg/m}^3$). Đồng thời, nồng độ khí độc Formaldehit sinh ra do quá trình nhiệt phân không hoàn toàn của hydrocacbon tăng từ $0.02\text{ mg/m}^3$ lên đỉnh điểm $1.24\text{ mg/m}^3$ (vượt ngưỡng tiêu chuẩn $1.0\text{ mg/m}^3$). Sau các biện pháp xây dựng lại hạ tầng và thay mới vật liệu lọc trong Quý IV/2016, các chỉ số đã được kéo giảm về mức an toàn trong năm 2017.
Nồng độ bụi tại Khu vực Đóng gói qua các giai đoạn (mg/m3)
|
8 + [7.92] (Vụ cháy 24/7)
|
6 + [6.54]
|
4 + -------------------- Ngưỡng TCVSLĐ = 4.0 mg/m3 --------------------
|
2 + [1.98]
| [0.41]
0 +-------+----------------+---------------+-------------+------
Đầu 2016 Quý 3/2016 Quý 4/2016 Đầu 2017
2. Dữ liệu quan trắc ống khói lò hơi đốt than
| Thông số phát thải |
Phương pháp thử nghiệm |
Đợt 1/2016 ($\text{mg/Nm}^3$) |
Đợt 2/2016 (Sự cố) ($\text{mg/Nm}^3$) |
Năm 2017 ($\text{mg/Nm}^3$) |
Quy chuẩn QCVN 19:2009/BTNMT (Cột B) |
| $\text{SO}_2$ |
TCVN 5971:1995 |
227.4 |
548.2 (Vượt) |
245.5 |
500.0 |
| $\text{NO}_2$ |
TCVN 6137:2009 |
389.6 |
979.2 (Vượt) |
396.2 |
850.0 |
| $\text{CO}$ |
ITA-PPTN-WI32 |
583.7 |
1387.2 (Vượt) |
601.6 |
1000.0 |
| Bụi tổng |
TCVN 5067:1995 |
89.5 |
310.3 (Vượt) |
90.5 |
200.0 |
3. Hiệu quả xử lý nước thải tại trạm xử lý hợp khối
| Chỉ tiêu phân tích |
Đơn vị |
Nước thải đầu vào (NT01-03) |
Nước thải sau xử lý (NT04-06) |
Quy chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT (Cột A) |
Hiệu suất xử lý ($%$) |
| $\text{pH}$ |
- |
6.7 – 6.9 |
7.5 – 7.8 |
6.0 – 9.0 |
- |
| $\text{TSS}$ |
mg/L |
84.4 – 86.0 |
21.4 – 28.0 |
50.0 ($C_{max} = 55.0$) |
67.4% – 74.6% |
| $\text{BOD}_5$ ($20^\circ\text{C}$) |
mg/L |
48.6 – 60.0 |
22.0 – 25.0 |
30.0 ($C_{max} = 33.0$) |
54.7% – 58.3% |
| $\text{COD}$ |
mg/L |
120.3 – 135.0 |
65.0 – 72.0 |
75.0 ($C_{max} = 82.5$) |
46.7% – 51.8% |
| Dầu mỡ khoáng |
mg/L |
1.50 – 1.80 |
0.50 |
5.0 ($C_{max} = 5.5$) |
66.7% |
| Coliform |
MPN/100mL |
4.200 – 4.300 |
2.100 – 2.500 |
3.000 |
41.8% – 50.0% |
| Thủy ngân ($\text{Hg}$) |
mg/L |
$< 0.001$ |
$< 0.001$ |
0.005 |
Không phát hiện |
Đổi mới và đóng góp
- Ứng dụng giải pháp làm mát màng cellulose tuần hoàn để cô lập VOCs: Khác với phương pháp thông gió công nghiệp thông thường chỉ phân tán hơi parafin ra môi trường xung quanh, giải pháp tích hợp giàn lạnh màng giấy tổ ong đã hạ nhiệt độ xưởng rót sáp từ $34^\circ\text{C}$ xuống $24 - 26^\circ\text{C}$, giúp sáp đông cứng nhanh hơn $40%$, từ đó giảm $65%$ lượng hơi tinh dầu và parafin bay hơi tự do.
- Cơ chế kiểm soát đa tầng chất thải nguy hại từ màu nhuộm ngọn lửa: Việc sử dụng các muối vô cơ kim loại đặc thù ($\text{LiCl}$, $\text{CaCl}_2$, $\text{CuCl}_2$, $\text{BaCl}_2$, $\text{Cr}_2\text{O}_3$) để tạo màu ngọn lửa được quản lý nghiêm ngặt qua sổ đăng ký chủ nguồn thải mã số $31.000039\text{ T}$. Phân loại triệt để tại nguồn giúp ngăn ngừa $100%$ nguy cơ nhiễm độc kim loại nặng vào dòng nước thải sinh hoạt của nhà máy.
- Mô hình phục hồi môi trường sau sự cố cháy nổ công nghiệp: Đề tài đã lượng hóa toàn bộ tác động lan truyền của sự cố cháy nhà xưởng ngày 24/07/2016 tới chất lượng môi trường không khí và tải lượng nước thải dập lửa, cung cấp bài học kinh nghiệm về việc thiết kế hố thu gom nước thải sự cố khẩn cấp và bảo vệ cụm túi lọc lò hơi.
| Tiêu chí kỹ thuật |
Phương pháp truyền thống |
Giải pháp tại Aroma Bay Candles |
Mức độ cải thiện |
| Nồng độ bụi ống khói |
$180 - 250\text{ mg/Nm}^3$ (Xyclon ướt) |
$89.5 - 90.5\text{ mg/Nm}^3$ (Lọc túi 8 cụm) |
Giảm $\approx 55%$ phát thải |
| Thời gian làm đông nến |
$45 - 60\text{ phút}$ (Quạt gió tự nhiên) |
$25 - 30\text{ phút}$ (Giàn lạnh màng giấy) |
Tăng tốc độ $45 - 50%$ |
| Nồng độ $\text{TSS}$ sau xử lý |
$60 - 80\text{ mg/L}$ (Lắng tự nhiên) |
$21.4 - 28.0\text{ mg/L}$ (Aerotank + Lọc ép bùn) |
Giảm $\approx 65%$ độ đục |
Ứng dụng thực tế và triển khai
Kịch bản vận hành thực tế
Quy trình bảo vệ môi trường được tích hợp trực tiếp vào quy trình sản xuất nến thơm xuất khẩu theo chu trình khép kín:
[Khu vực tiếp nhận nguyên liệu sáp]
-> Bao che băng tải kín, chống rơi vãi
[Khu vực gia nhiệt & Nấu sáp lỏng]
-> Quạt hút cục bộ kết nối màng ngưng tụ parafin
[Khu vực phối trộn & Rót khuôn]
-> Giàn lạnh công nghiệp giữ nhiệt độ phòng <= 26°C
[Khu vực Lò hơi đốt than]
-> Bụi than gom tự động qua 8 cụm lọc túi, tro xỉ chuyển giao URENCO
[Khu vực vệ sinh thiết bị]
-> Nước thải qua bể bẫy mỡ sơ bộ -> Trạm Aerotank tập trung
Phân tích hiệu quả kinh tế và Hoàn vốn (Cost-Benefit Analysis)
- Chi phí đầu tư công trình bảo vệ môi trường:
- Hệ thống 08 cụm lọc bụi tay áo và đường ống hút: $420.000.000\text{ VNĐ}$.
- Hệ thống 02 giàn lạnh màng cellulose: $180.000.000\text{ VNĐ}$.
- Cải tạo trạm xử lý nước thải Aerotank $17\text{m} \times 17\text{m}$ và đường ống gang $\varnothing 100$: $350.000.000\text{ VNĐ}$.
- Tổng chi phí đầu tư: $950.000.000\text{ VNĐ}$.
- Lợi ích kinh tế và tiết kiệm vận hành:
- Thu hồi sáp vụn và sáp ngưng tụ tái sinh: Tiết kiệm $4.5\text{ tấn sáp/năm} \approx 135.000.000\text{ VNĐ/năm}$.
- Giảm thiểu phế phẩm do nến bị biến dạng nhiệt: Giảm tỷ lệ lỗi từ $2.5%$ xuống $0.8%$, tiết kiệm $280.000.000\text{ VNĐ/năm}$.
- Tránh rủi ro bị phạt vi phạm hành chính về môi trường và nguy cơ đình chỉ xuất khẩu sang thị trường Mỹ/EU: Ước tính giá trị bảo toàn hợp đồng $15\text{ tỷ VNĐ/năm}$.
- Thời gian hoàn vốn đầu tư kỹ thuật (ROI): Ước tính đạt $\approx 2.3\text{ năm}$ dựa trên giá trị nguyên liệu thu hồi và giảm tỷ lệ hàng phế phẩm.
Lộ trình triển khai nâng cấp 4 giai đoạn:
Tháng 1-3: Kiểm toán năng lượng & Lắp biến tần cho động cơ quạt hút
Tháng 4-6: Thay thế túi lọc sợi thủy tinh chịu nhiệt cao tại lò hơi
Tháng 7-9: Tự động hóa hệ thống châm hóa chất khử trùng Clo tại trạm Aerotank
Tháng 10-12: Xây dựng bể thu gom sự cố PCCC dung tích 150 m3 độc lập
Hạn chế và hướng phát triển
Hạn chế kỹ thuật hiện tại
- Phụ thuộc vào công nghệ đốt than truyền thống: Lò hơi cấp nhiệt cho công đoạn nấu sáp vẫn dùng than đá, dẫn đến tải lượng khí thải $\text{SO}_2$, $\text{CO}$ và bụi xỉ phụ thuộc lớn vào kỹ năng nạp than thủ công của công nhân.
- Hệ thống xử lý nước thải thiếu giai đoạn oxy hóa bậc cao (AOPs): Mặc dù nước thải sinh hoạt đạt chuẩn sau bể Aerotank, nhưng khi có sự cố tràn sáp nến chứa phụ gia màu tan trong dầu, bể lắng sinh học dễ bị hiện tượng bọt nổi và bùn khó lắng.
- Mức độ tự động hóa giám sát chưa liên tục: Số liệu quan trắc định kỳ lấy mẫu thủ công 3-6 tháng/lần, chưa lắp đặt cảm biến đo nồng độ VOCs và $\text{CO}$ thời gian thực tại các phân xưởng gia nhiệt.
Đề xuất phát triển tương lai
- Chuyển đổi nhiên liệu lò hơi: Chuyển đổi lò hơi đốt than sang sử dụng viên nén sinh khối (Biomass Pellets) hoặc khí hóa lỏng LPG nhằm giảm $90%$ phát thải $\text{SO}_2$ và triệt tiêu phát sinh bụi xỉ than.
- Tích hợp module lọc màng sinh học MBR: Thay thế cụm lắng đợt 2 bằng module màng sợi rỗng MBR ($0.1,\mu\text{m}$) nhằm nâng cao nồng độ bùn hoạt tính MLSS lên $8.000\text{ mg/L}$, tăng $100%$ độ an toàn xả thải.
- Lắp đặt hệ thống thu hồi nhiệt thải (Economizer): Tận dụng nhiệt lượng khói thải lò hơi để gia nhiệt sơ bộ cho bồn chứa sáp, giúp giảm $15%$ lượng điện tiêu thụ ($191.000\text{ kWh/tháng}$).
Đối tượng hưởng lợi
+-------------------------------------------------------------------------+
| CÁC NHÓM ĐỐI TƯỢNG HƯỞNG LỢI |
+-------------------------------------------------------------------------+
| 1. Sinh viên ngành Kỹ thuật Môi trường: Cơ sở dữ liệu mẫu thực tế về |
| tính toán bể sinh học Aerotank & hệ thống lọc bụi công nghiệp. |
| 2. Kỹ sư vận hành EHS nhà máy: Bộ quy chuẩn hành động ứng phó sự cố |
| cháy nổ và quy trình kiểm soát nguồn thải nguy hại mã 31.000039 T. |
| 3. Ban Quản lý Doanh nghiệp: Tối ưu chi phí sản xuất 3000 tấn nến/năm, |
| đạt tiêu chuẩn ISO 9001:2015 và chứng chỉ chuỗi cung ứng xanh Mỹ/EU. |
| 4. Cơ quan Quản lý Nhà nước: Bộ tư liệu tham chiếu về hệ số phát thải |
| đặc thù của ngành chế biến nến mỹ nghệ và phụ gia màu hữu cơ. |
+-------------------------------------------------------------------------+
Câu hỏi thường gặp
1. Nhà máy sản xuất nến không sử dụng nước trong quy trình chế biến thì nước thải phát sinh từ đâu?
Nước thải tại nhà máy Aroma Bay Candles phát sinh hoàn toàn từ hai nguồn chính: nước thải sinh hoạt của hơn 300 cán bộ công nhân viên (vệ sinh cá nhân, nhà ăn ca với lưu lượng $Q_{max} = 130\text{ m}^3/\text{ngày}$) và nước mưa chảy tràn trên bề mặt nhà xưởng $28.000\text{ m}^2$. Nước mưa cuốn theo bụi parafin, cặn dầu mỡ cơ khí từ mặt đường vào hệ thống cống D100, do đó vẫn bắt buộc phải qua bể tách mỡ và trạm Aerotank trước khi xả ra sông Thải.
2. Túi lọc bụi tay áo xử lý bụi than lò hơi có nguy cơ bị bám dính sáp nến làm tắc nghẽn hay không?
Có nguy cơ nếu đặt chung nguồn hút. Do đó, nhà máy đã cô lập 08 cụm lọc túi độc lập: cụm dành riêng cho lò hơi chỉ hút khói bụi than khô ở nhiệt độ cao; các khu vực rót khuôn sáp sử dụng quạt hút riêng biệt dẫn qua giàn lạnh màng giấy để ngưng tụ hơi sáp thành thể rắn trước khi qua phin lọc sơ cấp, ngăn hiện tượng bết dính bề mặt túi vải.
3. Quy chuẩn nào áp dụng để đánh giá nước thải và khí thải của nhà máy?
Nước thải sau trạm xử lý được kiểm định theo quy chuẩn quốc gia về nước thải công nghiệp QCVN 40:2011/BTNMT (Cột A, với hệ số $K_q = 1.0, K_r = 1.1$). Khí thải ống khói lò hơi áp dụng quy chuẩn QCVN 19:2009/BTNMT (Cột B - áp dụng cho các cơ sở đang hoạt động). Môi trường vi khí hậu và nồng độ hóa chất nơi làm việc áp dụng theo 21 Tiêu chuẩn vệ sinh lao động tại Quyết định 3733/2002/QĐ-BYT.
4. Tại sao sự cố cháy ngày 24/07/2016 lại làm tăng vọt nồng độ Formaldehit trong không khí?
Parafin là hỗn hợp các hydrocacbon no mạch thẳng ($C_n H_{2n+2}$ với $n = 20 - 40$). Khi hỏa hoạn xảy ra ở điều kiện thiếu oxy cục bộ, các liên kết carbon bị bẻ gãy không hoàn toàn, tạo ra các sản phẩm cháy trung gian độc hại gồm khí $\text{CO}$, muội than và các hợp chất Andehit, đặc biệt là Formaldehit ($\text{HCHO}$), khiến nồng độ chất này tăng lên $1.24\text{ mg/m}^3$ (vượt ngưỡng cho phép $1.0\text{ mg/m}^3$).
5. Chi phí và quy trình quản lý chất thải nguy hại (200 kg/tháng) được thực hiện ra sao?
Nhà máy lưu giữ chất thải nguy hại trong kho chuyên dụng diện tích $20\text{ m}^2$, chia ô cách ly có dán nhãn mã số định danh. Doanh nghiệp ký hợp đồng trọn gói với đơn vị có chức năng là Công ty TNHH DV-TM Toàn Thắng định kỳ vận chuyển, đốt tiêu hủy tại lò nhiệt độ cao chuyên dụng theo đúng giấy phép Sổ chủ nguồn thải số 31.000039 T.
Kết luận
Báo cáo khóa luận tốt nghiệp của sinh viên Phạm Thị Ngọc (Trường ĐHDL Hải Phòng, 2018) đã giải quyết trọn vẹn bài toán thực nghiệm về đánh giá hiện trạng và hiệu quả kiểm soát môi trường tại Công ty TNHH Aroma Bay Candles.
Hệ thống kết hợp giữa lọc bụi tay áo 8 cụm, giàn lạnh màng cellulose ngưng tụ hơi sáp và trạm xử lý sinh học Aerotank $1.100\text{ m}^3$ đã chứng minh tính ổn định cao trong điều kiện sản xuất bình thường: giảm $\approx 74.6%$ hàm lượng chất rắn lơ lửng ($\text{TSS}$), giảm $\approx 58.3%$ $\text{BOD}_5$, giữ nồng độ bụi không khí dưới $1.98\text{ mg/m}^3$ và đưa toàn bộ thông số xả thải về chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT (Cột A).
Nghiên cứu cũng ghi lại giá trị thực tiễn sâu sắc thông qua việc lượng hóa tác động môi trường của sự cố cháy nổ công nghiệp, tạo tiền đề vững chắc cho việc xây dựng mô hình sản xuất nến thơm sinh thái, an toàn lao động và hướng tới nền kinh tế tuần hoàn trong các doanh nghiệp chế biến xuất khẩu tại Việt Nam.
