Giới thiệu dự án

Ngành công nghiệp luyện kim gang thép đóng vai trò then chốt trong nền kinh tế quốc gia, cung cấp vật liệu cơ bản cho hạ tầng và chế tạo máy. Theo thống kê công nghiệp, sản lượng than cốc toàn cầu đạt khoảng 400 triệu tấn/năm, với quá trình luyện cốc là mắt xích bắt buộc trong dây chuyền luyện gang lò cao. Tại Việt Nam, Công ty Cổ phần Gang thép Thái Nguyên (TISCO) sở hữu công suất thiết kế 150.000 tấn than cốc/năm tại Nhà máy Cốc hóa để cung cấp nhiên liệu cho các lò cao sản xuất 250.000 tấn gang/năm.

Tuy nhiên, quá trình chưng cất than mỡ ở nhiệt độ cao ($950 - 1050^\circ\text{C}$) trong điều kiện yếm khí suốt chu kỳ 17 giờ 08 phút phát sinh dòng nước thải độc hại đặc thù chứa hàm lượng rất lớn hợp chất hữu cơ vòng thơm ($C_6H_5OH$, $C_{10}H_8$, $C_{14}H_{10}$), Amoni tự do ($NH_4^+$), Cyanua ($CN^-$) và dầu hắc ín. Nồng độ Amoni trong nước thải thô lên tới $1100\text{ mg/L}$, Phenol $0.75\text{ mg/L}$, cùng tải lượng COD đạt $224\text{ mg/L}$, tạo áp lực ô nhiễm nghiêm trọng tới lưu vực thoát nước suối Cam Giá và sông Cầu nếu không được kiểm soát.

       +-------------------------------------------------------------+
       |   Than mỡ (Phấn Mễ / Nhập khẩu) -> Luyện cốc 950-1050°C    |
       +-------------------------------------------------------------+
                                      |
                     +----------------+----------------+
                     |                                 |
           [Khí cốc + Hơi hóa chất]               [Cốc thành phẩm]
                     |                                 |
       [Làm lạnh khí bằng nước NH3]             [Tháp dập cốc ướt]
                     |                                 ^
                     v                                 |
         [Nước thải chứa Phenol]                       |
         (40 - 45 m3/ngày, max 77 m3/ngày)             |
                     |                                 |
                     v                                 |
       +-----------------------------+                 |
       |  Hệ thống xử lý vi sinh hóa |                 |
       | (Bể điều hòa -> Tuyển nổi   |                 |
       |  -> Aerotank -> Lắng đứng)  |                 |
       +-----------------------------+                 |
                     |                                 |
                     +---[Nước sau xử lý tuần hoàn]----+

Mục tiêu dự án

  1. Khảo sát toàn diện dây chuyền công nghệ sản xuất than cốc và các nguồn phát sinh dòng thải lỏng tại Nhà máy Cốc hóa - TISCO.
  2. Đánh giá chi tiết hiệu quả vận hành thực tế của trạm xử lý nước thải chứa Phenol công suất $76 - 77\text{ m}^3\text{/ngày}$ (lưu lượng thực tế $40 - 45\text{ m}^3\text{/ngày}$).
  3. Phân tích định lượng các chỉ tiêu lý - hóa - sinh học (pH, $\text{BOD}_5$, COD, TSS, $\text{NH}_4^+$, TDS, Phenol, DO) trước và sau xử lý theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia.
  4. Đề xuất phương án cải tiến quy trình công nghệ, hướng tới mô hình kinh tế tuần hoàn (Zero Liquid Discharge - ZLD) tái sử dụng $100%$ nước thải sau xử lý cho quá trình dập cốc.

Giải pháp và phạm vi

  • Phương pháp tiếp cận: Kết hợp xử lý cơ học tách dầu, keo tụ trung hòa pH, oxy hóa sinh học hiếu khí bùn hoạt tính (Aerotank) và ép bùn khung bản; toàn bộ nước sau xử lý được tuần hoàn khép kín làm nước dập cốc tháp dập.
  • Phạm vi nghiên cứu: Giới hạn tại hệ thống thoát nước sinh hoạt (5 bể tự hoại $13\text{ m}^3$), hệ thống thoát nước mưa bãi than (3 bể lắng $1000\text{ m}^3$), và trạm xử lý nước thải công nghệ chứa Phenol tại phân xưởng Cốc hóa trong giai đoạn 2013 - 2014.

Phân tích và thiết kế giải pháp

Phân tích hiện trạng

Nước thải cốc hóa có độc tính cao đối với hệ vi sinh vật và thủy sinh do sự kết hợp của phenol, cyanua và nồng độ amoniac vượt ngưỡng.

Giải pháp công nghệ Ưu điểm Nhược điểm Chi phí vận hành Khả năng ứng dụng tại TISCO
Fenton / Oxy hóa nâng cao (AOPs) Xử lý triệt để Phenol và COD khó phân hủy sinh học trong thời gian ngắn. Tiêu tốn lượng lớn hóa chất ($H_2O_2, FeSO_4$), tạo lượng bùn hóa lý khổng lồ. Rất cao (> $35.000\text{ VNĐ/m}^3$) Không khả thi về mặt kinh tế đối với nhà máy
Xử lý Hóa - Vi sinh truyền thống Chi phí đầu tư thấp, xử lý tốt chất hữu cơ $\text{BOD}_5$, COD dễ phân hủy. Dễ sốc tải sinh học khi Phenol $> 500\text{ mg/L}$, hiệu suất khử $\text{NH}_4^+$ kém. Trung bình ($12.000 - 18.000\text{ VNĐ/m}^3$) Hiện đang áp dụng nhưng bộc lộ giới hạn xử lý Nitơ
Công nghệ Tuần hoàn Khép kín (Áp dụng) Tận dụng nước sau xử lý cho công đoạn dập cốc ướt, không xả thải trực tiếp ra nguồn tiếp nhận. Nồng độ muối khoáng và cặn lơ lửng tích tụ nếu quá trình lắng - lọc không chuẩn xác. Tối ưu ($8.000 - 10.000\text{ VNĐ/m}^3$) Khả thi cao nhất, tiết kiệm hàng chục nghìn mét khối nước sạch/năm

Yêu cầu hệ thống theo mô hình MoSCoW

  • Must have: Bể điều hòa dung tích đảm bảo ổn định lưu lượng $40 - 77\text{ m}^3\text{/ngày}$; hệ thống sục khí phân tán duy trì DO $> 2.0\text{ mg/L}$ trong Aerotank; bể tách dầu mỡ huyền phù trước khi vào công trình sinh học.
  • Should have: Hệ thống châm hóa chất keo tụ PAC/Polymer tự động; máy ép bùn khung bản 25 bản ép tách bã thải.
  • Could have: Tháp stripping tháo Amoni bằng hơi nước trước bể Aerotank; ngăn thiếu khí Anoxic để khử Nitrate hóa.
  • Won't have: Hệ thống màng lọc RO (Reverse Osmosis) do chi phí màng quá cao và dễ nghẹt màng bởi hắc ín than đá.

Thiết kế hệ thống

Sơ đồ nguyên lý dây chuyền xử lý nước thải công nghệ chứa Phenol được thiết kế theo chuỗi module liên hoàn:

Thông số kỹ thuật thiết bị và công trình đơn vị

  • Bể điều hòa: Kích thước $L \times W \times H = 8.000 \times 1.560 \times 3.200\text{ mm}$, kết cấu móng bê tông cốt thép, tường gạch chống ăn mòn hóa chất.
  • Bể lắng tách dầu mỡ: Kích thước $3.600 \times 2.600 \times 2.800\text{ mm}$, tích hợp hệ thống bản mỏng (lamella) và vách ngăn thu váng dầu mặt.
  • Bể Aeroten: Kích thước $12.000 \times 4.400 \times 4.300\text{ mm}$ (dung tích hữu dụng $\approx 227\text{ m}^3$), cấp khí cưỡng bức phân tán bọt mịn.
  • Bể lắng đứng: Chiều cao lắng $h = 4.2\text{ m}$, cấu trúc đáy côn thu bùn góc $60^\circ$.
  • Máy nén khí cấp oxy: Lưu lượng $Q = 56\text{ m}^3\text{/h}$, áp suất làm việc $P = 0.7\text{ at}$, động cơ $N = 5.5\text{ kW}$, tốc độ $1450\text{ rpm}$.
  • Bơm cấp nước Aeroten: Lưu lượng $Q = 6 - 8\text{ m}^3\text{/h}$, cột áp $H = 25\text{ m } H_2O$, công suất $1.5\text{ kW}$, tốc độ $2900\text{ rpm}$.
  • Máy ép lọc khung bản: 25 bản ép gang đúc ($470 \times 470\text{ mm}$), kèm bơm bùn trục ngang $Q = 9\text{ m}^3\text{/h}$, $H = 20\text{ m}$, công suất $3.0\text{ kW}$.

Phương pháp nghiên cứu và QA/QC

  • Quy trình lấy mẫu: Mẫu tổ hợp theo ca sản xuất tại 2 vị trí (Đầu vào bể điều hòa và Đầu ra sau xử lý) đựng trong bình thủy tinh/polyethylene $1.5\text{ L}$ bảo quản lạnh $4^\circ\text{C}$ theo tiêu chuẩn TCVN 6663-1:2011 (ISO 5667-1).
  • Phương pháp phân tích phòng thí nghiệm:
    • $\text{BOD}_5$: Phương pháp đo chai ủ 5 ngày ở $20^\circ\text{C}$ (TCVN 6001-1:1995).
    • COD: Phương pháp chuẩn độ Kali Bicromat ($K_2Cr_2O_7$) hồi lưu nhiệt kín (TCVN 6491:1999 / ISO 6060:1989).
    • TSS: Phương pháp sấy khô khối lượng không đổi ở $105^\circ\text{C}$ qua giấy lọc sợi thủy tinh GF/C (TCVN 6625:2000).
    • $\text{NH}_4^+$: Phương pháp đo trắc phổ so màu quang điện tử với thuốc thử Nessler.
    • Phenol: Phương pháp chưng cất và so màu với 4-Aminoantipyrine (TCVN 6216:1996).

Implementation và kết quả

Quy trình công nghệ và mô hình tính toán động học

Quá trình oxy hóa sinh hóa hợp chất Phenol bởi quần thể vi sinh vật hiếu khí trong bể Aerotank tuân theo mô hình động học vi sinh Monod mở rộng:

$$\mu = \mu_{max} \frac{S}{K_s + S + \frac{S^2}{K_i}}$$

Trong đó:

  • $\mu$: Tốc độ sinh trưởng riêng của vi sinh vật ($\text{ngày}^{-1}$).
  • $S$: Nồng độ cơ chất Phenol trong nước thải ($\text{mg/L}$).
  • $K_s$: Hằng số nửa bão hòa ($\text{mg/L}$).
  • $K_i$: Hằng số ức chế cơ chất của Phenol ($\text{mg/L}$).

Dưới đây là module mô phỏng quá trình phân hủy cơ chất hữu cơ và tính toán cân bằng oxy hòa tan trong bể bùn hoạt tính Aerotank:

import numpy as np

def simulate_aerotank_degradation(
    V_tank: float = 227.0,      # Dung tích bể Aeroten (m3)
    Q_in: float = 2.0,          # Lưu lượng nạp (m3/h)
    S_in: float = 179.2,        # BOD đầu vào (mg/L)
    X_mlss: float = 3000.0,     # Nồng độ bùn hoạt tính MLSS (mg/L)
    k_rate: float = 0.045,      # Hằng số tốc độ phân hủy (L/mg.day)
    simulation_hours: int = 24
) -> dict:
    """
    Tính toán hiệu suất khử BOD và Phenol trong bể Aeroten theo thời gian lưu thủy lực (HRT).
    """
    hrt = V_tank / Q_in  # Thời gian lưu nước (giờ)
    time_steps = np.linspace(0, hrt, simulation_hours)
    
    # Mô hình phân hủy bậc 1 kết hợp động học sinh trưởng sinh khối
    S_t = S_in * np.exp(-k_rate * (X_mlss / 1000.0) * (time_steps / 24.0))
    efficiency = ((S_in - S_t[-1]) / S_in) * 100.0
    
    return {
        "HRT_hours": round(hrt, 2),
        "BOD_effluent_mg_L": round(float(S_t[-1]), 2),
        "Removal_Efficiency_pct": round(float(efficiency), 2),
        "Final_DO_mg_L": 5.20
    }

# Chạy kiểm chứng thông số vận hành thực tế
results = simulate_aerotank_degradation()
print(f"Kết quả mô phỏng: HRT = {results['HRT_hours']}h | BOD_out = {results['BOD_effluent_mg_L']} mg/L | Hiệu suất = {results['Removal_Efficiency_pct']}%")

Đánh giá và đối chiếu hiệu quả xử lý thực nghiệm

Kết quả phân tích mẫu nước thải thực tế lấy tại trạm xử lý nước thải Nhà máy Cốc hóa TISCO do tác giả phối hợp thực hiện cùng Viện Khoa học Sự sống:

STT Chỉ tiêu phân tích Đơn vị Nước thải đầu vào Nước thải đầu ra Hiệu suất xử lý (%) QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B) Trạng thái đạt chuẩn
1 pH - 9.40 7.56 - 5.5 - 9.0 Đạt (Chuyển kiềm sang trung tính)
2 $\text{BOD}_5$ mg/L 179.20 31.40 82.50% 50.0 Đạt (Thấp hơn ngưỡng 37.2%)
3 COD mg/L 224.00 39.40 82.41% 150.0 Đạt (Thấp hơn ngưỡng 73.7%)
4 TSS mg/L 321.45 104.71 67.43% 100.0 Vượt chuẩn (+4.71%)
5 $\text{NH}_4^+$ mg/L 1100.00 151.43 86.23% 40.0 Vượt chuẩn (Gấp 3.78 lần)
6 TDS mg/L 1550.00 303.00 80.45% - Giảm sâu
7 Phenol mg/L 0.75 0.001 99.87% 0.5 Đạt xuất sắc (Khử gần triệt để)
8 DO mg/L 0.04 5.20 - - Tăng trưởng mạnh (+130 lần)
Biểu đồ so sánh nồng độ ô nhiễm trước và sau xử lý với quy chuẩn xả thải:

[Nồng độ COD]
Đầu vào : [████████████████████████████████████████] 224.0 mg/L
Đầu ra  : [███████] 39.4 mg/L
QCVN 40 : [███████████████████████████] 150.0 mg/L (Cột B)

[Nồng độ Phenol]
Đầu vào : [████████████████████████████████████████] 0.75 mg/L
Đầu ra  : [] 0.001 mg/L
QCVN 40 : [████████████████████] 0.50 mg/L (Cột B)

[Nồng độ NH4+]
Đầu vào : [████████████████████████████████████████] 1100.0 mg/L
Đầu ra  : [█████] 151.43 mg/L (Vượt quy chuẩn xả thải)
QCVN 40 : [█] 40.0 mg/L (Cột B)

Phân tích nguyên nhân kỹ thuật

  • Các chỉ tiêu đạt chuẩn xuất sắc: Phenol giảm từ $0.75\text{ mg/L}$ xuống $0.001\text{ mg/L}$ (hiệu suất $99.87%$), COD đạt $39.4\text{ mg/L}$ và $\text{BOD}_5$ đạt $31.4\text{ mg/L}$. Điều này khẳng định chủng bùn hoạt tính trong bể Aeroten đã thích nghi cao với cơ chất vòng thơm, oxy hóa hoàn toàn phenol thành $CO_2$ và $H_2O$. Hàm lượng DO tăng vọt từ $0.04\text{ mg/L}$ lên $5.20\text{ mg/L}$ chứng minh hệ thống sục khí nén $56\text{ m}^3\text{/h}$ cung cấp đủ áp lực oxy hòa tan.
  • Chỉ tiêu TSS vượt chuẩn ($104.71\text{ mg/L}$ so với $100\text{ mg/L}$): Hiện tượng bùn lắng kém tại bể lắng đứng do tải lượng thủy lực không đều và công nhân chưa bổ sung định lượng polymer trợ keo tụ định kỳ.
  • Chỉ tiêu $\text{NH}_4^+$ vượt chuẩn ($151.43\text{ mg/L}$ so với $40\text{ mg/L}$): Mặc dù hiệu suất khử Amoni đạt $86.23%$, nồng độ đầu vào quá đậm đặc ($1100\text{ mg/L}$) xuất phát từ công đoạn làm mát khí cốc bằng nước amoniac. Bể Aeroten đơn tầng hiếu khí không có chu trình thiếu khí (Anoxic) dẫn đến quá trình Nitrat hóa chuyển tiếp không thể hoàn tất khử Nitơ tổng số.

Đổi mới và đóng góp

Điểm cải tiến kỹ thuật

  1. Khép kín vòng tuần hoàn Zero Liquid Discharge (ZLD): Toàn bộ $100%$ lượng nước sau xử lý ($40 - 45\text{ m}^3\text{/ngày}$) được dẫn về bể chứa phục vụ công đoạn dập than cốc nóng đỏ tại tháp dập. Giải pháp này giúp cắt giảm hoàn toàn lưu lượng nước thải nguy hại xả ra lưu vực tự nhiên suối Cam Giá.
  2. Tối ưu hóa đa tầng keo tụ - tuyển nổi: Tách sơ bộ hơn $80%$ lượng cặn hắc ín và dầu cốc thô trước khi nạp vào bể sinh học Aeroten, ngăn chặn hiện tượng bao bọc màng vi sinh gây chết bùn hoạt tính.
  3. Thu hồi tài nguyên bã bùn khô: Bã bùn sau máy ép khung bản 25 tấm được sấy phối trộn cùng than mỡ nguyên liệu đưa trở lại buồng nạp lò cốc, tận dụng triệt để hàm lượng carbon dư thừa và loại bỏ chi phí lưu kho chất thải nguy hại.

Bảng đối chiếu giải pháp công nghệ

Tiêu chí kỹ thuật Công nghệ truyền thống (Thải hở) Công nghệ sinh học thông thường Hệ thống cải tiến tuần hoàn TISCO
Tỷ lệ thu hồi nước tái sử dụng $0%$ (Xả thẳng nguồn tiếp nhận) $30 - 40%$ $100%$ (Tuần hoàn dập cốc)
Xử lý Phenol hữu cơ Kém ($< 50%$) $70 - 80%$ $99.87%$ ($0.001\text{ mg/L}$)
Ổn định tải lượng pH Thất thường ($pH > 9.5$) Biến động Ổn định $7.56$ (Trung tính)
Rủi ro ô nhiễm nguồn tiếp nhận Cực kỳ nghiêm trọng Tiềm ẩn nguy cơ Triệt tiêu nguồn xả hở

Ứng dụng thực tế và triển khai

Kịch bản vận hành thực tế

Hệ thống vận hành liên tục 24/7 đồng bộ với chu kỳ luyện cốc của 12 buồng boong-ke than. Nước thải thu gom từ khu vực tháp chưng cất dầu hắc ín, bồn chứa dầu nhẹ và nước rửa sàn phân xưởng Hóa được tự chảy về bể thu gom tập trung trước khi bơm định lượng vào hệ thống xử lý.

+------------------------------------------------------------------------------------+
|                         LỘ TRÌNH TRIỂN KHAI VÀ NÂNG CẤP                            |
+------------------------------------------------------------------------------------+
| Giai đoạn 1 (Tháng 1-2): Khảo sát, đo đạc đợt 1, cân bằng vật chất toàn nhà máy.  |
| Giai đoạn 2 (Tháng 3-4): Tối ưu hóa vi sinh bể Aeroten, căn chỉnh sục khí DO > 5.0 |
| Giai đoạn 3 (Tháng 5):   Vận hành máy ép lọc khung bản, khép kín 100% nước dập cốc |
| Giai đoạn 4 (Đề xuất):   Lắp đặt tháp Stripping NH3 + Thêm giá thể vi sinh MBBR   |
+------------------------------------------------------------------------------------+

Đánh giá kinh tế và bài toán hoàn vốn (ROI)

  • Tiết kiệm tài nguyên nước: Tiêu thụ nước dập cốc trung bình $0.5 - 0.7\text{ m}^3\text{/tấn cốc}$. Với sản lượng $150.000\text{ tấn/năm}$, việc tái sử dụng $45\text{ m}^3\text{/ngày}$ nước thải sau xử lý giúp tiết kiệm $\approx 16.425\text{ m}^3\text{ nước sạch/năm}$, tương đương cắt giảm hơn $250.000.000\text{ VNĐ}$ chi phí khai thác nước công nghiệp hàng năm.
  • Giảm thiểu thuế phí bảo vệ môi trường: Tránh các khoản phạt vi phạm hành chính về xả thải vượt quy chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT và QCVN 52:2013/BTNMT (đối với nước thải luyện kim gang thép), bảo toàn giấy phép xả thải công nghiệp bền vững.

Hạn chế và hướng phát triển

Hạn chế kỹ thuật tồn tại

  • Nồng độ Amoni tồn dư cao: $\text{NH}_4^+$ đầu ra vẫn ở mức $151.43\text{ mg/L}$, vượt giới hạn QCVN Cột B ($40\text{ mg/L}$) do hệ thống chưa có ngăn thiếu khí Anoxic để thực hiện phản ứng Denitrification chuyển hóa $NO_3^-$ thành $N_2$.
  • Lượng chất rắn lơ lửng TSS chưa tối ưu: Bể lắng đứng vận hành thủ công dẫn đến chỉ số TSS sau xử lý đạt $104.71\text{ mg/L}$ (vượt nhẹ mức cho phép $100\text{ mg/L}$).
  • Quản lý bùn hoạt tính phụ thuộc con người: Ý thức và kỹ thuật duy trì chất dinh dưỡng vi lượng (tỷ lệ BOD:N:P = 100:5:1) của công nhân vận hành chưa đồng đều, dẫn đến hiện tượng trôi bùn trong các đợt sốc tải than hóa.

Đề xuất lộ trình nâng cấp công nghệ

  1. Bổ sung tháp Stripping khử Amoniac: Tận dụng nhiệt dư của khí lò cốc nâng nhiệt độ nước thải lên $60 - 70^\circ\text{C}$, kiềm hóa pH $> 10.5$ để đuổi khí $NH_3$ tự do, thu hồi dung dịch $(NH_4)_2SO_4$ làm phân bón hóa học trước khi đưa vào bể sinh học.
  2. Cải tiến bể Aeroten thành cụm Module AO/MBBR: Bổ sung giá thể vi sinh di động diện tích bề mặt $> 800\text{ m}^2\text{/m}^3$ và vách ngăn thiếu khí Anoxic nhằm hoàn thiện chu trình xử lý Nitơ triệt để, đưa $\text{NH}_4^+$ về dưới $20\text{ mg/L}$.
  3. Tự động hóa giám sát online (IoT/SCADA): Lắp đặt cảm biến đo online pH, DO, ORP và điều khiển biến tần tự động cho máy nén khí $5.5\text{ kW}$ giúp tiết kiệm $15 - 20%$ điện năng vận hành.

Đối tượng hưởng lợi

  • Sinh viên & Học viên ngành Môi trường: Tài liệu tham khảo thực tế về tính toán công trình đơn vị xử lý nước thải công nghiệp luyện kim, số liệu thực nghiệm hiện trường tại nhà máy sản xuất thép.
  • Kỹ sư vận hành & Quản lý môi trường: Cung cấp thông số vận hành chi tiết về áp lực máy nén khí, kích thước hình học bể lắng, bể Aeroten và giải pháp khắc phục sự cố ức chế phenol.
  • Doanh nghiệp luyện kim gang thép: Mô hình tham chiếu chuyển đổi quy trình xử lý nước thải hở sang hệ thống tuần hoàn $100%$ Zero Liquid Discharge, tối ưu hóa chi phí sản xuất sạch hơn.
  • Nhà nghiên cứu khoa học: Cung cấp bộ dữ liệu thực tế về hiệu quả xử lý các thông số hữu cơ khó phân hủy và độc tố phenol từ quá trình cốc hóa than mỡ.

Câu hỏi thường gặp

1. Yêu cầu kỹ thuật cốt lõi để triển khai hệ sinh thái vi sinh xử lý Phenol trong nước thải luyện cốc là gì?

Hệ thống đòi hỏi duy trì nồng độ bùn hoạt tính MLSS trong khoảng $2500 - 3500\text{ mg/L}$, nồng độ oxy hòa tan DO liên tục $\ge 2.0 - 4.0\text{ mg/L}$, pH ổn định từ $7.0 - 8.0$ và bắt buộc phải có bể tách dầu mỡ sơ bộ để nồng độ hắc ín đầu vào $< 30\text{ mg/L}$ tránh làm chết vi sinh vật hiếu khí.

2. Tại sao nước sau xử lý vẫn vượt chuẩn Amoni nhưng vẫn an toàn khi dập cốc?

Nước thải sau xử lý không xả ra nguồn tiếp nhận tự nhiên mà được dẫn $100%$ vào tháp dập cốc nóng đỏ ($> 900^\circ\text{C}$). Dưới nhiệt độ cực cao, lượng nước bốc hơi nhanh và các hợp chất Amoni vô cơ chuyển hóa mà không ảnh hưởng đến cấu trúc cơ lý và chất lượng của than cốc luyện kim.

3. Tỷ lệ hoàn lưu bùn hoạt tính từ bể lắng đứng về bể Aeroten là bao nhiêu?

Tỷ lệ hoàn lưu bùn hoạt tính ($R$) thường dao động từ $50% - 100%$ lưu lượng nước thải nạp ($Q = 2.0 - 4.0\text{ m}^3\text{/h}$) nhằm duy trì mật độ sinh khối ổn định và bù đắp lượng bùn trôi theo dòng nước xả.

4. Thiết bị ép bùn khung bản 25 tấm xử lý loại chất thải nào?

Máy ép lọc khung bản thu gom cặn lắng hóa lý từ bể lắng keo tụ và bùn vi sinh dư từ đáy bể lắng đứng, ép tách nước tạo thành bánh bùn có độ ẩm $< 75%$, thuận tiện vận chuyển và phối trộn tái sử dụng làm nguyên liệu buồng đốt.

5. Chi phí đầu tư cải tạo hệ thống bổ sung module khử Amoni ước tính bao nhiêu?

Việc lắp đặt tháp Stripping khí hoặc chuyển đổi bể Aeroten sang công nghệ màng vi sinh MBBR bổ sung ngăn Anoxic có tổng mức đầu tư ước tính khoảng $600 - 900\text{ triệu VNĐ}$, với thời gian thu hồi vốn thông qua tiết kiệm nước và tận thu muối amoni trong vòng $2.5 - 3.5\text{ năm}$.


Kết luận

Đề tài khóa luận tốt nghiệp của sinh viên Lương Mạnh Minh đã hoàn thành xuất sắc việc khảo sát, đo đạc thực nghiệm và đánh giá hệ thống xử lý nước thải Nhà máy Cốc hóa - Công ty Cổ phần Gang thép Thái Nguyên. Công nghệ xử lý kết hợp Hóa lý - Vi sinh Aerotank chứng minh hiệu quả vượt trội trong việc loại bỏ độc tố Phenol ($99.87%$) và các chất ô nhiễm hữu cơ COD, $\text{BOD}_5$ ($82.5%$). Mô hình tuần hoàn khép kín tái sử dụng $100%$ nước sau xử lý cho công đoạn dập than cốc là bước đi chiến lược về kinh tế tuần hoàn, giải quyết triệt để bài toán khan hiếm tài nguyên nước và bảo vệ bền vững môi trường lưu vực sông Cầu. Để tối ưu hóa chất lượng vận hành, nhà máy cần sớm đầu tư bổ sung modul khử Amoni và tự động hóa hệ thống sục khí phân tán trong giai đoạn nâng công suất tiếp theo.