Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Nhà máy Cốc Hóa là đơn vị thành viên thuộc Công ty Cổ phần Gang thép Thái Nguyên, được thành lập từ ngày 06/9/1963. Trong hoạt động sản xuất luyện than cốc và các sản phẩm hóa học phụ trợ phục vụ ngành luyện kim gang thép, lưu lượng và thành phần chất thải phát sinh từ các công đoạn làm nguội, ngưng tụ khí than và thu hồi hóa sản có tính chất phức tạp, đặc biệt là các hợp chất hữu cơ độc hại như phenol, xyanua và dầu mỡ khoáng. Nếu nước thải không được kiểm soát và xử lý đạt chuẩn trước khi xả ra môi trường tiếp nhận, nguy cơ suy thoái chất lượng nguồn nước mặt lưu vực suối Cam Giá và sông Cầu là rất lớn, gây ảnh hưởng trực tiếp đến hệ sinh thái thủy sinh và sức khỏe cộng đồng dân cư xung quanh. Khóa luận được thực hiện nhằm khảo sát, phân tích hiện trạng môi trường nước thải và đề xuất các giải pháp kỹ thuật, quản lý phù hợp cho cơ sở.
Mục tiêu nghiên cứu:
- Mục tiêu chung: Đánh giá hiện trạng môi trường nước thải và đề xuất các giải pháp giảm thiểu ô nhiễm tại Nhà máy Cốc Hóa – Công ty Cổ phần Gang thép Thái Nguyên.
- Mục tiêu cụ thể:
- Nắm được hiện trạng chất lượng nước thải của Nhà máy Cốc Hóa Thái Nguyên.
- Xác định mức độ ô nhiễm và nguồn gốc phát sinh nước thải tại các công đoạn sản xuất.
- Khảo sát, tìm hiểu công nghệ và hiệu quả của hệ thống xử lý nước thải đang vận hành tại nhà máy.
- Đề xuất một số biện pháp công nghệ và quản lý nhằm giảm thiểu ô nhiễm đối với môi trường nước.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: Hiện trạng thành phần, lưu lượng và chất lượng các dòng nước thải (nước thải sinh hoạt, nước mưa chảy tràn, nước thải làm mát, nước thải công nghệ chứa phenol) tại Nhà máy Cốc Hóa.
- Phạm vi không gian: Khuôn viên Nhà máy Cốc Hóa thuộc Công ty Cổ phần Gang thép Thái Nguyên, địa chỉ tại phường Cam Giá, thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên.
- Phạm vi thời gian: Nghiên cứu thu thập tài liệu, quan trắc và lấy mẫu phân tích thực tế được tiến hành từ ngày 20/08/2017 đến ngày 20/12/2017 (đợt lấy mẫu tập trung từ ngày 14/11/2017 đến ngày 17/11/2017; kế thừa số liệu quan trắc định kỳ quý IV năm 2016 và năm 2017).
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Khung pháp lý và cơ sở lý thuyết
Đề tài dựa trên hệ thống cơ sở lý luận về khoa học môi trường, chu trình chuyển hóa các chất ô nhiễm trong môi trường nước, độc tính của các hợp chất vòng thơm (phenol, naptalen, dẫn xuất hydrocacbon) đối với hệ sinh vật và sức khỏe con người, cùng hệ thống văn bản quy phạm pháp luật và tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành của Việt Nam:
- Văn bản luật và nghị định: Luật Bảo vệ Môi trường năm 2014; Luật Tài nguyên nước số 17/2012/QH13; Nghị định số 149/2004/NĐ-CP (quy định việc cấp phép thăm dò, khai thác, sử dụng tài nguyên nước và xả thải); Nghị định số 21/2008/NĐ-CP; Nghị định số 117/2009/NĐ-CP (xử lý vi phạm pháp luật trong lĩnh vực môi trường).
- Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia áp dụng đối chiếu:
- QCVN 52:2013/BTNMT (Cột B): Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp sản xuất thép.
- QCVN 14:2008/BTNMT (Cột B): Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt.
- QCVN 40:2011/BTNMT (Nước thải công nghiệp), QCVN 50:2013/BTNMT (Ngưỡng nguy hại đối với bùn thải), QCVN 08:2015/BTNMT (Chất lượng nước mặt), QCVN 09:2015/BTNMT (Chất lượng nước ngầm).
Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp thu thập, phân tích và tổng hợp tài liệu thứ cấp: Thu thập số liệu khí tượng thủy văn, quy trình công nghệ luyện cốc, cơ cấu tổ chức, báo cáo quan trắc định kỳ từ Phòng Kỹ thuật Công nghệ – KCS và Xí nghiệp Năng lượng.
- Phương pháp lấy mẫu nước thải: Thực hiện theo tiêu chuẩn TCVN 4556:1998 tại cửa xả nước thải sinh hoạt và cửa xả nước thải sản xuất trước khi chảy vào hệ thống thoát nước chung. Mẫu được lấy bằng thiết bị bơm hút chuyên dụng vào bình chứa polyetylen (PE) đã xử lý vô trùng bằng dung dịch axit $HCl$ hoặc $HNO_3$ 1 mol/l, tráng bằng nước cất và bảo quản nghiêm ngặt trong điều kiện nhiệt độ thích hợp.
- Phương pháp phân tích phòng thí nghiệm: Thực hiện tại Trung tâm Quan trắc Môi trường tỉnh Thái Nguyên theo các tiêu chuẩn quốc gia:
- pH: Phương pháp đo điện cực thủy tinh (TCVN 6492:2011).
- $BOD_5$: Phương pháp ủ hiếu khí ở $20^\circ C$ trong 5 ngày (TCVN 6001:2008).
- $COD$: Phương pháp chuẩn độ kali dicromat hồi lưu/chuẩn độ ngược (TCVN 4565:1998).
- Tổng chất rắn lơ lửng ($TSS$): Phương pháp lọc qua giấy lọc sợi thủy tinh và sấy khô ở $105^\circ C$ (TCVN 6625:2000).
- Amoni ($NH_4^+-N$): Phương pháp trắc phổ xây dựng đường chuẩn (TCVN 5988:1995).
- Photphat ($PO_4^{3-}-P$): Phương pháp đo phổ dùng amoni molipdat (TCVN 6202:2008).
- Kim loại nặng ($As, Cd, Pb, Hg$), Phenol, Xyanua ($CN^-$), Dầu mỡ, Coliform theo các quy trình chuẩn ISO 17025:2005.
- Phương pháp so sánh, đánh giá: Đối chiếu kết quả phân tích nồng độ trung bình với giới hạn tối đa cho phép tại QCVN 52:2013/BTNMT (B) và QCVN 14:2008/BTNMT (B).
- Phương pháp tham vấn chuyên gia: Trao đổi ý kiến với cán bộ kỹ thuật của nhà máy và giảng viên Khoa Môi trường.
Nội dung chính theo từng chương
Phần 1: Mở đầu
Phần mở đầu nêu rõ tầm quan trọng của tài nguyên nước trong sinh hoạt, công nghiệp và nông nghiệp; chỉ ra nguy cơ ô nhiễm nguồn nước mặt từ hoạt động luyện kim nói chung và công nghệ luyện cốc nói riêng. Tác giả trình bày lý do thực hiện đề tài tại Nhà máy Cốc Hóa – Công ty Cổ phần Gang thép Thái Nguyên, xác định mục tiêu tổng quát, mục tiêu cụ thể, ý nghĩa học thuật và giá trị thực tiễn trong việc tăng cường trách nhiệm quản lý môi trường của doanh nghiệp.
Phần 2: Tổng quan tài liệu
Chương này hệ thống hóa các định nghĩa khoa học về môi trường, ô nhiễm nước, các chỉ tiêu lý học, hóa học, sinh học dùng để đánh giá chất lượng nước ($pH$, nhiệt độ, $DO$, $BOD$, $COD$, các hợp chất nitơ, kim loại nặng, coliform). Tác giả phân loại các nguồn thải chính (sinh hoạt, công nghiệp, nông nghiệp, nước chảy tràn) và tổng hợp danh mục văn bản luật, nghị định, tiêu chuẩn, quy chuẩn môi trường liên quan.
Chương tổng quan cũng phân tích thực trạng ô nhiễm nước trên phạm vi toàn cầu (châu Âu, sông Ranh, các quốc gia đang phát triển), hiện trạng tài nguyên nước Việt Nam (hệ thống 2.377 con sông lớn nhỏ, các hồ đập, sức ép đô thị hóa và thất thoát nước) và tình hình ô nhiễm cục bộ tại tỉnh Thái Nguyên (suy thoái nguồn nước sông Cầu với $BOD_5$ vượt 1,08–9,5 lần, $COD$ vượt 1,2–5,8 lần, $NH_4^+$ vượt 1,34–20 lần; nguy cơ nhiễm asen, xyanua tại một số mỏ khoáng sản và khu công nghiệp Sông Công).
Phần 3: Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu
Nội dung chương trình bày chi tiết về đối tượng (chất lượng nước thải Nhà máy Cốc Hóa), phạm vi địa lý (phường Cam Giá), thời gian triển khai (tháng 8 đến tháng 12/2017). Tác giả quy định các phương pháp thực hiện: quy trình thu thập tài liệu thứ cấp, vị trí và kỹ thuật lấy mẫu tại cửa xả, quy cách bảo quản mẫu bằng lọ PE và hóa chất cố định, phương pháp đo đạc phân tích các chỉ tiêu $pH$, $BOD_5$, $COD$, $TSS$, $NH_4^+-N$, $PO_4^{3-}-P$, kim loại nặng, phenol tại phòng thí nghiệm của Trung tâm Quan trắc Môi trường Thái Nguyên, cùng phương pháp đối chiếu quy chuẩn kỹ thuật.
Phần 4: Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Chương kết quả tập trung phân tích 4 nội dung cốt lõi của nhà máy:
1. Đặc điểm vị trí địa lý, cơ cấu tổ chức và dây chuyền sản xuất
- Vị trí: Phía Bắc giáp cánh đồng và trạm xử lý nước Xí nghiệp Năng Lượng; phía Tây và phía Nam giáp Nhà máy Luyện Gang; phía Đông giáp cánh đồng. Tọa độ $X = 2385446.187$. Tổng diện tích mặt bằng $192.892\text{ m}^2$ (kho than $17.662\text{ m}^2$, ao cá $8.827\text{ m}^2$, còn lại là vườn cây và các phân xưởng).
- Bộ máy và năng lực sản xuất: Tổng số lao động 430 người thuộc Ban Giám đốc, 7 phòng chức năng và 5 phân xưởng (Phân xưởng Than: 70 người, Luyện Cốc: 190 người, Hóa: 90 người, Cán thép: 40 người, Cơ điện: 52 người, Đội bảo vệ: 23 người). Sản phẩm chính gồm cốc luyện kim ($\ge 150.000\text{ tấn/năm}$), thép cán ($\ge 6.000\text{ tấn/năm}$), cùng dầu phòng mục, bitum, nhựa đường, naptalen tạp/tinh, dầu cốc tinh chế.
- Dây chuyền công nghệ: Than mỡ được phối trộn, nghiền mịn (cỡ hạt $0-3\text{ mm}$ đạt $87% \pm 1%$), nạp vào buồng than hóa kín và gia nhiệt ở $950-1050^\circ C$ trong chu kỳ 15 giờ 53 phút. Cốc nóng được dập bằng nước sau xử lý vi sinh tại tháp dập rồi chuyển sang hệ thống sàng phân loại ($15\times 15\text{ mm}$ và $60\times 60\text{ mm}$). Khí than sinh ra ở $750-850^\circ C$ được làm nguội gián tiếp bằng nước amoniac ($NH_3$) xuống $80-100^\circ C$ để tách thành khí cốc (quay lại làm nhiên liệu đốt lò) và phần lỏng (chưng cất phân đoạn thu dầu cốc, naptalen, hắc ín).
Dây chuyền sản xuất cốc và thu hồi hóa sản:
Than mỡ nguyên liệu -> Hầm than (12 boongke) -> Kho phối trộn -> Máy nghiền kỹ (cỡ hạt 0-3 mm) -> Tháp than -> Buồng than hóa (gia nhiệt kín 950-1050°C, 15h53') -> Xe dập cốc (tháp dập bằng nước xử lý phenol) -> Sàng phân loại -> Kho cốc luyện kim
|
+-> Khí lò cốc (750-850°C) -> Làm lạnh gián tiếp bằng nước NH3 (80-100°C) -> Phân ly khí/lỏng
|
+-> Khí cốc sạch: Tuần hoàn làm chất đốt lò
+-> Pha lỏng (Dầu cốc thô, nước amoniac): Tháp chưng chân không -> Dầu nhẹ, Naptalen, Ăngtraxen, Bitum, Nhựa đường
2. Hiện trạng các nguồn phát sinh nước thải
- Nước mưa chảy tràn: Chảy qua khu xưởng và bãi than nguyên liệu, cuốn theo bụi than và đất đá. Được gom qua mương rãnh, hố ga và 4 bể lắng quanh bãi than (tổng dung tích $3.000\text{ m}^3$) để lắng cặn trước khi thoát ra suối Cam Giá.
- Nước thải sinh hoạt: Phát sinh từ 430 CBCNV, xử lý qua 5 bể tự hoại (dung tích $13\text{ m}^3/\text{bể}$) đặt tại Văn phòng, Xưởng Than, Xưởng Hóa, Xưởng Cốc và Nhà ăn.
- Nước thải sản xuất:
- Nước làm mát gián tiếp thiết bị khí nén, khí than: Lưu lượng khoảng $800\text{ m}^3/\text{ngày}$, ô nhiễm nhiệt (mùa hè lên tới khoảng $45^\circ C$), thoát ra suối Cam Giá.
- Nước làm mát cán thép và nước dập cốc: Được thu gom lắng cặn, làm mát tự nhiên và tái sử dụng tuần hoàn khép kín $100%$, không thải trực tiếp.
- Nước thải từ hầm than: Lưu lượng khoảng $3\text{ m}^3/\text{ngày}$, bơm về bể lắng trước khi thoát ra cống chung.
- Nước thải công nghệ chứa phenol: Phát sinh từ các thiết bị chưng cất, bồn chứa dầu, khu vực kho hóa chất với lưu lượng $40-45\text{ m}^3/\text{ngày}$.
3. Quy trình công nghệ xử lý nước thải chứa phenol bằng phương pháp sinh học
Nước thải chứa phenol có tính độc hại cao đối với hệ thần kinh, gan người và làm chết động vật thủy sinh ở nồng độ $1-10\text{ mg/l}$. Hệ thống xử lý áp dụng quy trình hóa lý kết hợp bùn hoạt tính hiếu khí:
Nước thải chứa phenol -> Bể lắng tách sơ bộ dầu cốc -> Khử sơ bộ xyanua (kết tủa) -> Bể điều hòa (8 x 1,56 x 3,2 m) -> Thiết bị phản ứng keo tụ (chỉnh pH 8-8,5) -> Bể lắng tách dầu huyền phù (3,6 x 2,6 x 2,8 m) -> Bể Aeroten (12 x 4,4 x 4,3 m, sục khí 24/24h) -> Bể lắng đứng (h = 4 m, bùn tuần hoàn lại Aeroten) -> Bể lắng keo tụ -> Bể chứa nước dập cốc -> Tuần hoàn phục vụ dập cốc
|
+-> Bùn lắng (từ hố ga, bể lắng đứng, bể lắng keo tụ) -> Bể chứa bùn loãng -> Máy ép lọc khung bản (25 bản 470x470 mm) -> Bùn thải rắn đưa đi xử lý theo quy định
4. Đánh giá chất lượng nước thải sau xử lý
Dữ liệu quan trắc cho thấy các hệ thống xử lý hoạt động ổn định:
- Nước thải sinh hoạt sau bể tự hoại đạt yêu cầu xả thải theo QCVN 14:2008/BTNMT (Cột B).
- Nước thải sản xuất chứa phenol sau trạm xử lý sinh học vi sinh đạt toàn bộ 14 thông số quy định tại QCVN 52:2013/BTNMT (Cột B), đồng thời toàn bộ lượng nước này được tuần hoàn quay lại phục vụ dập cốc nóng, không xả thải ra nguồn tiếp nhận tự nhiên.
Phần 5: Kết luận và kiến nghị
Tác giả tóm kết các kết quả đạt được về vị trí địa lý, hiệu quả vận hành của hệ thống xử lý nước thải công nghiệp và sinh hoạt của nhà máy; khẳng định mô hình tuần hoàn nước dập cốc giúp tiết kiệm nước và bảo vệ lưu vực tiếp nhận. Phần kiến nghị nêu các giải pháp quản lý, tập huấn cán bộ, đầu tư công trình che chắn bãi than và nâng cấp kiểm soát môi trường.
Kết quả và đóng góp
Số liệu quan trắc thực tế
Bảng 1: Kết quả phân tích chất lượng nước thải sinh hoạt (Quý IV/2016)
| STT |
Thông số phân tích |
Đơn vị |
Kết quả phân tích |
QCVN 14:2008/BTNMT (Cột B) |
Đánh giá |
| 1 |
pH |
- |
6,7 |
5,0 – 9,0 |
Đạt quy chuẩn |
| 2 |
$\text{BOD}_5$ |
mg/l |
10,7 |
50 |
Đạt quy chuẩn (thấp hơn nhiều) |
| 3 |
$\text{COD}$ |
mg/l |
25,9 |
- |
Không quy định |
| 4 |
$\text{TSS}$ |
mg/l |
29,5 |
100 |
Đạt quy chuẩn |
| 5 |
$\text{NH}_4^+-\text{N}$ |
mg/l |
0,35 |
10 |
Đạt quy chuẩn |
| 6 |
$\text{PO}_4^{3-}-\text{P}$ |
mg/l |
0,20 |
10 |
Đạt quy chuẩn |
| 7 |
Coliform |
MPN/100ml |
2.100 |
5.000 |
Đạt quy chuẩn |
Ghi chú: Vị trí lấy mẫu tại cửa xả nước thải sinh hoạt ra cống thải chung.
Bảng 2: Kết quả phân tích nước thải sản xuất trước và sau hệ thống xử lý sinh học
| STT |
Thông số phân tích |
Đơn vị |
Nước thải trước xử lý |
Nước thải sau xử lý |
QCVN 52:2013/BTNMT (Cột B) |
Đánh giá so với QCVN |
| 1 |
pH |
- |
9,4 |
6,5 |
5,5 – 9,0 |
Đạt quy chuẩn (chuyển kiềm sang trung tính) |
| 2 |
$\text{BOD}_5$ |
mg/l |
- |
< 4 |
50 |
Đạt quy chuẩn |
| 3 |
$\text{COD}$ |
mg/l |
- |
< 15 |
150 |
Đạt quy chuẩn |
| 4 |
$\text{TSS}$ |
mg/l |
324,5 |
72,8 |
100 |
Đạt quy chuẩn (giảm 77,56%) |
| 5 |
Asen (As) |
mg/l |
- |
0,0054 |
- |
- |
| 6 |
Cadimi (Cd) |
mg/l |
- |
< 0,0005 |
0,1 |
Đạt quy chuẩn |
| 7 |
Chì (Pb) |
mg/l |
- |
< 0,0027 |
- |
- |
| 8 |
Thủy ngân (Hg) |
mg/l |
- |
< 0,0005 |
0,01 |
Đạt quy chuẩn |
| 9 |
Xyanua ($\text{CN}^-$) |
mg/l |
- |
< 0,01 |
0,5 |
Đạt quy chuẩn |
| 10 |
$\text{NH}_4^+-\text{N}$ |
mg/l |
- |
1,27 |
- |
- |
| 11 |
$\text{PO}_4^{3-}-\text{P}$ |
mg/l |
- |
0,20 |
- |
- |
| 12 |
Phenol |
mg/l |
- |
< 0,001 |
0,5 |
Đạt quy chuẩn |
| 13 |
Dầu mỡ khoáng |
mg/l |
- |
< 0,3 |
10 |
Đạt quy chuẩn |
| 14 |
Coliform |
MPN/100ml |
- |
1.300 |
- |
- |
Giải pháp và kiến nghị đề xuất
Tác giả đề xuất 11 nhóm giải pháp cụ thể nhằm tối ưu hóa công tác giảm thiểu ô nhiễm:
- Quy hoạch công trình bảo vệ môi trường: Cải tạo hệ thống mương cống thoát nước, hố ga; quy hoạch khuôn viên cây xanh cách ly để cản bụi và điều hòa vi khí hậu.
- Đầu tư hạ tầng kỹ thuật giảm ô nhiễm: Xây dựng hệ thống mái che cố định cho bãi than nguyên liệu ($17.662\text{ m}^2$) nhằm triệt tiêu hiện tượng phát tán bụi gió và hạn chế nước mưa hòa tan cặn than.
- Giảm thiểu ô nhiễm tại nguồn: Kiểm soát chất lượng than mỡ đầu vào; tận thu nguyên liệu rơi vãi; vận hành dây chuyền theo định mức kinh tế - kỹ thuật.
- Bảo dưỡng và giảm phát thải vật lý: Bảo dưỡng định kỳ máy móc thiết bị có độ ồn, độ rung cao tại khu vực nghiền than, quạt gió hút khí cốc và phân xưởng cán thép.
- Quản lý chất thải nguy hại và chất thải rắn: Thu gom, lưu trữ và chuyển giao xử lý đúng quy định đối với giẻ lau dính dầu mỡ, bã quặng và bùn ép từ máy ép khung bản.
- Kiểm soát bụi và nhiệt độ: Lắp đặt hệ thống phun sương/phun mưa cao áp tại xưởng cốc để dập bụi và hạ nhiệt độ làm việc cho công nhân; duy trì vận hành ống khói cao 96 m cho lò cốc.
- Nâng cao tỷ lệ tuần hoàn: Tối ưu hóa hệ sinh vi sinh tại bể Aeroten để duy trì hiệu quả xử lý phenol, phục vụ tái sử dụng nước cho công đoạn dập cốc.
- Đào tạo và tuyên truyền: Tổ chức các lớp tập huấn định kỳ nâng cao ý thức tuân thủ quy trình vận hành và tiết kiệm điện, nước, hóa chất cho toàn thể 430 CBCNV.
Đóng góp của nghiên cứu
Khóa luận đã khảo sát toàn diện các dòng thải tại cơ sở luyện than cốc quy mô lớn, lượng hóa được hiệu quả khử phenol và chất rắn lơ lửng của hệ thống xử lý sinh học hiếu khí Aeroten kết hợp ép lọc bùn khung bản, chứng minh tính khả thi của giải pháp kinh tế tuần hoàn nước (tuần hoàn nước sau xử lý để dập cốc nóng).
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
- Hạn chế: Nghiên cứu chỉ lấy mẫu quan trắc tập trung vào một thời điểm trong năm (tháng 11/2017) và kết hợp số liệu thứ cấp một quý, chưa theo dõi được biến thiên nồng độ ô nhiễm theo các mùa khác nhau trong năm (đặc biệt là mùa mưa khi lượng nước mưa chảy tràn qua bãi than tăng đột biến). Nước làm mát gián tiếp ($800\text{ m}^3/\text{ngày}$) có nhiệt độ cao ($45^\circ C$) thải ra suối Cam Giá chưa có đánh giá chi tiết về tác động sốc nhiệt đến hệ sinh thái thủy sinh vùng tiếp nhận.
- Hướng nghiên cứu tiếp: Mở rộng tần suất quan trắc định kỳ trong suốt 4 mùa; nghiên cứu giải pháp lắp đặt tháp giải nhiệt tuần hoàn cho nguồn nước làm mát gián tiếp $800\text{ m}^3/\text{ngày}$ thay vì xả trực tiếp ra nguồn tiếp nhận; đánh giá thành phần vi sinh vật trong bùn hoạt tính để nâng cao hiệu suất phân hủy các dẫn xuất hữu cơ vòng phức tạp.
Giá trị tham khảo
Báo cáo khóa luận là tài liệu tham khảo hữu ích cho:
- Sinh viên chuyên ngành: Khoa học Môi trường, Kỹ thuật Môi trường, Công nghệ Hóa học và Luyện kim tham khảo phương pháp luận đánh giá tác động môi trường nước tại nhà máy công nghiệp nặng.
- Kỹ sư vận hành công trình môi trường: Tham khảo sơ đồ công nghệ, thông số kích thước bể (bể điều hòa, bể tách dầu, bể Aeroten $12\times 4,4\times 4,3\text{ m}$, bể lắng đứng $h=4\text{ m}$, máy ép lọc khung bản 25 bản) và hiệu quả xử lý dòng nước thải đặc thù chứa phenol và dầu khoáng.
- Cán bộ quản lý môi trường cơ sở: Tham khảo quy trình lập báo cáo giám sát môi trường định kỳ và các phương án tuần hoàn nước dập cốc phục vụ sản xuất gang thép.
Câu hỏi thường gặp
1. Nguồn nước thải phát sinh chứa phenol tại Nhà máy Cốc Hóa có lưu lượng bao nhiêu và bắt nguồn từ công đoạn nào?
Nước thải chứa phenol phát sinh chủ yếu từ các thiết bị bồn chứa dầu, tháp chưng cất gián đoạn và liên tục, khu vực chưng cất dầu cốc thô và khu vực kho chứa hóa phẩm, với lưu lượng dao động trong khoảng $40 - 45\text{ m}^3/\text{ngày}$ tùy thuộc vào công suất sản xuất cốc của nhà máy.
2. Dòng nước thải sau khi xử lý phenol bằng phương pháp vi sinh được xả đi đâu?
Nước thải sau khi qua chuỗi xử lý hóa lý (keo tụ, lắng tách dầu) và xử lý sinh học bùn hoạt tính (bể Aeroten, bể lắng đứng, bể keo tụ) được dẫn về bể chứa nước dập cốc và bơm tuần hoàn $100%$ để dập nguội than cốc nóng tại tháp dập, không xả thải ra môi trường sông suối bên ngoài.
3. Hiệu quả làm giảm hàm lượng chất rắn lơ lửng ($TSS$) và chuyển biến độ $pH$ của nước thải sản xuất qua hệ thống xử lý đạt kết quả như thế nào?
Hàm lượng $TSS$ trong nước thải sản xuất giảm từ mức $324,5\text{ mg/l}$ (trước xử lý) xuống còn $72,8\text{ mg/l}$ (sau xử lý), đạt dưới ngưỡng cho phép của QCVN 52:2013/BTNMT (Cột B là $100\text{ mg/l}$). Độ $pH$ của nước thải được chuyển đổi từ môi trường kiềm cao $pH = 9,4$ (trước xử lý) về môi trường trung tính $pH = 6,5$ (sau xử lý), rất thích hợp cho quá trình tuần hoàn dập cốc.
4. Dòng thải nào của nhà máy hiện vẫn thải trực tiếp ra suối Cam Giá mà chưa qua hệ thống xử lý nhiệt?
Nước làm mát từ các thiết bị làm lạnh khí than gián tiếp và làm mát máy nén khí với lưu lượng khoảng $800\text{ m}^3/\text{ngày}$, có đặc trưng ô nhiễm nhiệt độ cao (vào mùa hè lên tới khoảng $45^\circ C$), hiện được thải trực tiếp ra suối Cam Giá (sau đó chảy vào sông Cầu) mà chưa qua trạm làm mát giải nhiệt.
5. Hệ thống xử lý bùn thải từ các bể lắng của trạm xử lý nước thải phenol sử dụng thiết bị gì?
Bùn thải tích tụ từ đáy bể lắng tách dầu huyền phù, bể lắng đứng và bể lắng keo tụ được gom về bể chứa bùn loãng, sau đó được bơm bùn (lưu lượng $Q = 9\text{ m}^3/\text{h}$, cột áp $H = 20\text{ m H}_2\text{O}$, công suất $N = 3\text{ kW}$) bơm vào máy ép lọc khung bản gồm 25 bản ép bằng gang đúc kích thước $470\times 470\text{ mm}$ để tách nước và đóng bánh bùn rắn.
Kết luận
Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Vũ Thị Ngọc Mai đã hoàn thành đầy đủ mục tiêu khảo sát, phân tích hiện trạng phát sinh và đánh giá hiệu quả xử lý nước thải tại Nhà máy Cốc Hóa – Công ty Cổ phần Gang thép Thái Nguyên. Kết quả phân tích chất lượng nước cho thấy hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt (bể tự hoại) và nước thải công nghệ chứa phenol (bằng công nghệ sinh học Aeroten) đều đạt quy chuẩn môi trường hiện hành (QCVN 14:2008/BTNMT và QCVN 52:2013/BTNMT Cột B). Điểm sáng của nhà máy là thực hiện tốt quy trình tái tuần hoàn nước sau xử lý vào công đoạn dập cốc nóng, vừa giảm áp lực khai thác nước sạch vừa ngăn ngừa ô nhiễm nguồn tiếp nhận suối Cam Giá và sông Cầu. Các giải pháp đề xuất về che chắn bãi than, giảm ồn - rung, xử lý chất thải nguy hại và trồng cây xanh có tính thực tiễn cao, giúp nhà máy nâng cao hiệu quả bảo vệ môi trường và hướng tới sản xuất bền vững.
