Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Ngành công nghiệp luyện kim gang thép giữ vai trò then chốt trong sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa và phát triển hạ tầng kinh tế. Tuy nhiên, hoạt động luyện kim cũng đồng thời phát sinh nhiều vấn đề môi trường nghiêm trọng, đặc biệt là nguồn nước thải công nghiệp có nồng độ ô nhiễm cao. Công ty Cổ phần Gang thép Thái Nguyên (TISCO) – đơn vị thành lập từ năm 1959 và cổ phần hóa từ ngày 01/07/2009 – là một trong những trung tâm luyện kim lớn của Việt Nam. Trong dây chuyền sản xuất khép kín từ quặng đến phôi thép và thép cán, Nhà máy Cốc hóa giữ vai trò sản xuất than cốc (nhiên liệu thiết yếu cho lò cao luyện gang) từ than mỡ.

Quá trình luyện than cốc ở nhiệt độ cao và chưng cất thu hồi các sản phẩm hóa học phụ trợ làm phát sinh lượng nước thải đặc thù chứa hàm lượng rất cao các hợp chất hữu cơ độc hại khó phân hủy sinh học (đặc biệt là phenol), các hợp chất chứa nitơ, amoni, cyanua, dầu mỡ và cặn than. Mặc dù nhà máy đã đầu tư các công trình thu gom và xử lý, song nhiều thiết bị đã xây dựng từ lâu, công nghệ có biểu hiện quá tải và xuống cấp. Nhằm kiểm soát nguồn thải, ngăn ngừa ô nhiễm nguồn nước mặt khu vực sông Cầu và suối Cam Giá, đồng thời đánh giá khả năng tái sử dụng nước cho công đoạn dập cốc, đề tài "Khảo sát và đánh giá hệ thống xử lý nước thải nhà máy Cốc hóa Công ty cổ phần Gang thép Thái Nguyên" được thực hiện.

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài được xác định cụ thể trong văn bản như sau:

  • Mục tiêu tổng thể: Đánh giá hiện trạng xử lý nước thải tại Nhà máy Cốc hóa – Công ty Cổ phần Gang thép Thái Nguyên; đề xuất các giải pháp giảm thiểu ô nhiễm nếu mức độ ô nhiễm vượt tiêu chuẩn cho phép và các giải pháp nâng cao hiệu quả xử lý của các công nghệ đang được nhà máy áp dụng.
  • Mục tiêu cụ thể:
    1. Phân tích các nguyên nhân gây ô nhiễm về nguồn gốc phát sinh nước thải, những tác động của nước thải Nhà máy Cốc hóa đến môi trường và đời sống của con người xung quanh nhà máy.
    2. Khảo sát về tổ chức hoạt động, công nghệ sản xuất của Nhà máy Cốc hóa – Công ty Cổ phần Gang thép Thái Nguyên.
    3. Tìm hiểu về công nghệ xử lý nước thải của Nhà máy Cốc hóa đang được áp dụng.
    4. Đề xuất các giải pháp giảm thiểu ô nhiễm, đề xuất thêm mới các công nghệ xử lý nước thải sao cho nước thải sau xử lý đạt QCVN.
    5. Đưa ra khuyến nghị cho Công ty về công nghệ xử lý nước thải tại nhà máy nhằm đạt hiệu quả xử lý cao hơn trên cơ sở khảo sát hiện trạng chất lượng nước.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Khảo sát và đánh giá hệ thống thu gom, xử lý nước thải tại Nhà máy Cốc hóa.
  • Phạm vi không gian: Nhà máy Cốc hóa – Công ty Cổ phần Gang thép Thái Nguyên, địa bàn phường Cam Giá, thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên.
  • Phạm vi thời gian: Đề tài được thực hiện từ ngày 06/01/2014 đến ngày 30/05/2014.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận xây dựng hệ thống cơ sở lý luận dựa trên các khái niệm cơ bản về môi trường (môi trường tự nhiên, xã hội, nhân tạo; chức năng của môi trường), khái niệm tài nguyên nước (nước mặt, nước ngầm), định nghĩa ô nhiễm nước (theo Hiến chương Châu Âu), khái niệm nước thải (theo TCVN 5980-1995 / ISO 6107-1:2004) và các chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước theo Escao (1994) gồm:

  • Thông số lý học: Nhiệt độ, pH.
  • Thông số hóa học: Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD5), nhu cầu oxy hóa học (COD), amoni ($NH_4^+$), nitrat ($NO_3^-$), oxy hòa tan (DO), tổng chất rắn lơ lửng (TSS), tổng chất rắn hòa tan (TDS), hợp chất phenol và kim loại nặng.
  • Thông số sinh học: Nhóm vi sinh vật chỉ thị Coliform.

Khung pháp lý và tiêu chuẩn kỹ thuật được tác giả sử dụng làm căn cứ đối chiếu gồm:

  • Văn bản luật và nghị định: Luật Bảo vệ Môi trường năm 2005; Luật Tài nguyên nước số 17/2012/QH13; Nghị định số 149/2004/NĐ-CP; Nghị định số 21/2008/NĐ-CP (sửa đổi, bổ sung Nghị định số 80/2006/NĐ-CP); Nghị định số 117/2009/NĐ-CP về xử lý vi phạm pháp luật trong lĩnh vực bảo vệ môi trường.
  • Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia (QCVN): QCVN 40:2011/BTNMT (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp - Cột B); QCVN 50:2013/BTNMT; QCVN 52:2013/BTNMT; QCVN 08:2008/BTNMT; QCVN 09:2008/BTNMT; QCVN 14:2008/BTNMT; QCVN 01:2009/BYT; QCVN 02:2009/BYT.
  • Tiêu chuẩn quốc gia (TCVN): TCVN 5944-1995; TCVN 6491:1999 (ISO 6060:1989); TCVN 6772:2000; TCVN 6980:2001; TCVN 6981:2001; TCVN 5945:2005.

Phương pháp nghiên cứu thực tế bao gồm:

  • Phương pháp thu thập số liệu và kế thừa: Thu thập tài liệu quy trình công nghệ sản xuất, hồ sơ quản lý môi trường, báo cáo quan trắc định kỳ năm 2013, 2014 và Báo cáo Đánh giá tác động môi trường (ĐTM) năm 2013 của nhà máy.
  • Phương pháp lấy mẫu hiện trường: Sử dụng 2 chai dung tích 1,5 lít, trang bị găng tay bảo hộ để thu thập mẫu nước thải tại hai vị trí: điểm đầu vào (trước khi vào bể điều hòa) và điểm đầu ra của hệ thống xử lý sinh học.
  • Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm: Phối hợp nghiên cứu cùng Viện Khoa học Sự sống (Đại học Thái Nguyên) để phân tích các thông số ô nhiễm chính (pH, BOD5, COD, TSS, $NH_4^+$, TDS, Phenol, DO) theo quy trình phân tích tiêu chuẩn.
  • Phương pháp xử lý số liệu: Sử dụng phần mềm Microsoft Excel để thống kê, tính toán hiệu suất xử lý và biểu diễn biểu đồ so sánh với quy chuẩn.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Mở đầu

Chương này trình bày tính cấp thiết của đề tài trong bối cảnh công nghiệp hóa, làm rõ vị trí của ngành luyện kim và thực trạng ô nhiễm môi trường nước tại Công ty Cổ phần Gang thép Thái Nguyên. Tác giả xác định rõ mục đích nghiên cứu nhằm đưa ra giải pháp nâng cao hiệu quả xử lý và bảo vệ môi trường, thiết lập mục tiêu tổng thể cùng 5 mục tiêu cụ thể, đồng thời khẳng định ý nghĩa khoa học trong việc rèn luyện phương pháp nghiên cứu và ý nghĩa thực tiễn trong việc cung cấp tư liệu tham khảo phục vụ quá trình nâng cấp, mở rộng sản xuất của nhà máy.

Chương 2: Tổng quan tài liệu

Chương 2 tổng hợp cơ sở khoa học về môi trường, phân loại các thành phần môi trường và hệ thống hóa chức năng của môi trường sống. Tác giả trích dẫn đầy đủ hệ thống văn bản quy phạm pháp luật, quy chuẩn và tiêu chuẩn môi trường Việt Nam đang áp dụng. Về cơ sở thực tiễn, chương này phân tích tình hình ô nhiễm nước trên thế giới và ở Việt Nam (nêu số liệu xả thải 600.000 $m^3$/ngày nước thải sinh hoạt tại Hà Nội, ô nhiễm sông Cầu tại Thái Nguyên với lưu lượng nước thải công nghiệp chiếm khoảng 15% mùa cạn). Đồng thời, tác giả tổng quan công nghệ sản xuất than cốc: nung than mỡ trong lò kín yếm khí ở nhiệt độ trên 1000°C kéo dài 14–36 giờ; phân tích tình hình sản xuất than cốc thế giới (Trung Quốc chiếm 60% sản lượng) và tại Việt Nam (Nhà máy Cốc hóa Thái Nguyên công suất thiết kế 150.000 tấn/năm, Nhà máy Gang thép Đông Á tại Quảng Ninh 100.000 tấn/năm, Nhà máy Than cốc và Khoáng sản Việt – Trung tại Cao Bằng 300.000 tấn/năm), nhấn mạnh đặc trưng ô nhiễm chứa hàm lượng lớn phenol và khí độc.

Chương 3: Đối tượng, phương pháp nghiên cứu

Chương 3 xác định đối tượng nghiên cứu là hệ thống xử lý nước thải tại Nhà máy Cốc hóa thuộc KCN Gang thép Thái Nguyên; phạm vi thời gian từ ngày 06/01/2014 đến 30/05/2014. Chương này mô tả chi tiết 4 nội dung nghiên cứu chính và thuyết minh quy trình thực hiện 4 phương pháp: phương pháp thu thập, kế thừa tài liệu (báo cáo quan trắc 2013-2014, báo cáo ĐTM 2013); phương pháp lấy mẫu ngoài hiện trường tại cửa vào và cửa ra hệ thống xử lý; phương pháp đo đạc, phân tích mẫu nước trong phòng thí nghiệm với sự phối hợp của Viện Khoa học Sự sống; phương pháp xử lý số liệu trên phần mềm Excel.

Chương 4: Kết quả thực hiện

Chương 4 là phần nội dung trọng tâm, bao gồm các kết quả khảo sát và phân tích:

  • Sơ lược doanh nghiệp: Công ty Cổ phần Gang thép Thái Nguyên có 17 đơn vị thành viên, riêng tại KCN Gang thép có 7 đơn vị sản xuất với gần 6.300 cán bộ công nhân viên; năng lực sản xuất đạt 350.000 tấn phôi thép, 250.000 tấn gang lò cao, 650.000 tấn thép cán; doanh thu 8.000 tỷ đồng, lợi nhuận trên 500 tỷ đồng. Dự án mở rộng giai đoạn 2 (vốn đầu tư gần 4.000 tỷ đồng, khởi công 29/09/2007) dự kiến nâng công suất thêm 500.000 tấn phôi thép/năm.
  • Vị trí và công nghệ sản xuất Nhà máy Cốc hóa: Nhà máy đặt tại phường Cam Giá. Quy trình sản xuất than cốc: than mỡ từ kho than được nghiền mịn đến kích thước 0–3 mm (chiếm tỷ lệ $87% \pm 1%$), nạp vào buồng than hóa qua xe rót than 3 phễu, gia nhiệt yếm khí trong chu kỳ 17 giờ 08 phút, nhiệt độ tâm bánh cốc đạt 950–1050°C. Sau đó, cốc được xe tống đẩy sang tháp dập và làm nguội bằng nước tuần hoàn sau xử lý phenol, rồi qua hệ thống sàng (sàng $15 \times 15$ mm và $60 \times 60$ mm) để phân loại cốc luyện kim và cốc vụn. Khí lò cốc sinh ra ở 750–850°C được làm mát bằng nước $NH_3$ (70–80°C) xuống 80–100°C để ngưng tụ, phân ly lỏng - khí, chưng cất thu hồi phenol, naphtalen, antraxen, benzen, toluen và khí cốc nghịch.
  • Hiện trạng các hệ thống xử lý nước thải:
    • Nước thải sinh hoạt: Xử lý qua 5 bể tự hoại (dung tích 13 $m^3$/bể đặt tại văn phòng, phân xưởng than, hóa, cốc và nhà ăn), sau đó xả vào cống ngầm dẫn ra suối Cam Giá.
    • Nước mưa chảy tràn: Khu vực nhà xưởng thoát qua mương và hố ga lắng cặn rồi xả ra suối Cam Giá; khu vực bãi than nguyên liệu có hệ thống riêng gồm 3 bể lắng (dung tích 1.000 $m^3$/bể) để thu hồi than bùn nạo vét định kỳ trước khi đổ ra suối Cam Giá.
    • Nước thải sản xuất: Nước làm mát trục cán lắng qua bể 100 $m^3$ rồi tuần hoàn; nước thải hầm than và cyclone lắng xả vào mạng Lưu Xá; nước thải chứa phenol phát sinh từ thùng chứa dầu, tháp chưng cất dầu cốc với lưu lượng 40–45 $m^3$/ngày (công suất trạm xử lý thiết kế 76–77 $m^3$/ngày).
  • Dây chuyền xử lý nước thải chứa phenol: Nước thải tách sơ bộ dầu mỡ $\rightarrow$ Bể điều hòa ($8000 \times 1560 \times 3200$ mm, móng bê tông tường gạch) $\rightarrow$ Bơm cấp (lưu lượng $Q = 6 - 8$ $m^3$/h, cột áp $H = 25$ m, công suất $N = 1,5$ kW) $\rightarrow$ Thiết bị phản ứng keo tụ (chỉnh pH) $\rightarrow$ Bể lắng tách dầu mỡ huyền phù ($3600 \times 2600 \times 2800$ mm) $\rightarrow$ Bể Aeroten sinh học hiếu khí ($12000 \times 4400 \times 4300$ mm, hệ thống máy nén khí $Q = 56$ l/h, áp suất $P = 0,7$ at, động cơ 5,5 kW) $\rightarrow$ Bể lắng đứng bậc 2 (chiều cao $h = 4$ m) để tách bùn (bùn tuần hoàn lại Aeroten hoặc bơm về bể bùn loãng) $\rightarrow$ Bể lắng keo tụ $\rightarrow$ Bể chứa nước dập cốc (tuần hoàn 100% cho sản xuất). Bùn loãng từ các bể lắng được bơm ($Q = 9$ $m^3$/h, $H = 20$ m, $N = 3$ kW) vào máy ép lọc khung bản (25 bản kích thước $470 \times 470$ mm bằng gang đúc).
  • Đánh giá chất lượng nước và đề xuất giải pháp: Trình bày bảng dữ liệu phân tích 8 thông số lý hóa, so sánh hiệu quả xử lý và phân tích nguyên nhân các chỉ tiêu vượt chuẩn; đề xuất các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm (sản xuất sạch hơn, đào tạo công nhân, mở rộng trạm xử lý theo giai đoạn 2, thu gom giẻ lau dính dầu, lắp giàn phun mưa dập bụi xưởng cốc).

Chương 5: Kết luận và kiến nghị

Chương 5 tóm tắt 4 kết luận chính về hiệu quả khử chất hữu cơ, ưu điểm tuần hoàn nước dập cốc, tình trạng xuống cấp quá tải của thiết bị và nguyên nhân vận hành; đồng thời nêu 4 kiến nghị trọng tâm nhằm đổi mới công nghệ, bổ sung công trình phụ trợ môi trường và tăng cường công tác quản lý tại nhà máy.

Kết quả và đóng góp

Kết quả phân tích chất lượng nước thải

Số liệu quan trắc và phân tích nước thải sản xuất trước và sau hệ thống xử lý sinh học của Nhà máy Cốc hóa (phối hợp cùng Viện Khoa học Sự sống thực hiện) được tổng hợp chi tiết trong bảng sau:

STT Chỉ tiêu phân tích Đơn vị Kết quả nước thải đầu vào Kết quả nước thải đầu ra Hiệu suất xử lý (%) QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B) Đánh giá đối chiếu
1 pH - 9,40 7,56 - 5,5 – 9,0 Đạt chuẩn (chuyển từ kiềm sang trung tính)
2 $BOD_5$ mg/l 179,2 31,4 82,5 50 Đạt chuẩn
3 COD mg/l 224,0 39,4 82,5 150 Đạt chuẩn
4 TSS mg/l 321,45 104,71 67,5 100 Vượt chuẩn 4,71 mg/l
5 $NH_4^+$ mg/l 1100,00 151,43 86,3 40 Vượt chuẩn gần 4 lần (vượt 111,43 mg/l)
6 TDS mg/l 1550,0 303,0 80,5 - Không quy định ngưỡng
7 Phenol mg/l 0,75 0,001 85,8* 0,5 Đạt chuẩn
8 DO mg/l 0,04 5,20 99,3 (tăng) - Nồng độ oxy hòa tan cải thiện rõ rệt

*Ghi chú: Giá trị hiệu suất xử lý được trích xuất nguyên văn theo bảng số liệu trong văn bản của tác giả.

Đánh giá thực tế cho thấy:

  • Hệ thống xử lý vi sinh hiếu khí (bể Aeroten kết hợp keo tụ, lắng) đạt hiệu quả cao trong việc xử lý các chất hữu cơ hòa tan ($BOD_5$, COD đạt hiệu suất 82,5%) và khử hợp chất phenol (từ 0,75 mg/l xuống 0,001 mg/l, nằm sâu dưới ngưỡng quy chuẩn 0,5 mg/l). Độ pH được trung hòa tốt từ 9,40 về 7,56.
  • Tuy nhiên, chỉ tiêu tổng chất rắn lơ lửng (TSS đạt 104,71 mg/l) và amoni ($NH_4^+$ đạt 151,43 mg/l) vẫn vượt giới hạn quy định của QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B).
  • Đặc thù công nghệ: Mặc dù một số thông số đầu ra vượt quy chuẩn xả thải môi trường ngoài, toàn bộ lượng nước thải sau xử lý được tuần hoàn khép kín $100%$ về bể chứa nước dập cốc để phục vụ làm nguội than cốc nóng đỏ tại tháp dập, hoàn toàn không xả trực tiếp ra sông Cầu hay suối Cam Giá. Điều này giúp tiết kiệm nguồn nước sạch và ngăn ngừa phát tán ô nhiễm ra môi trường tiếp nhận tự nhiên.

Giải pháp và kiến nghị của tác giả

  • Giải pháp kỹ thuật và sản xuất: Áp dụng giải pháp Sản xuất sạch hơn (CP) nhằm giảm hao phí nguyên liệu và giảm phát sinh chất thải tại nguồn; cải tạo và mở rộng công suất trạm xử lý nước thải và hệ thống xử lý khí đồng bộ với tiến độ dự án mở rộng giai đoạn 2 của công ty; lắp đặt hệ thống phun mưa tại phân xưởng cốc để dập bụi và giảm nhiệt độ; đổi mới công nghệ xử lý nước thải để kiểm soát triệt để phenol, dầu mỡ, coliform hướng tới đạt tiêu chuẩn TCVN 5945:2005.
  • Quản lý và vận hành: Tăng cường kiểm soát quy trình vận hành bể Aeroten, đảm bảo cung cấp đầy đủ chất dinh dưỡng cho bùn hoạt tính để nâng cao hiệu suất xử lý $NH_4^+$; định kỳ nạo vét cặn lắng và bảo dưỡng thiết bị lắng, máy ép bùn; thu gom, quản lý nghiêm ngặt chất thải nguy hại (giẻ lau dính dầu mỡ) và bùn ép theo đúng quy định.
  • Giáo dục và phòng ngừa: Tổ chức tuyên truyền, tập huấn Luật Bảo vệ Môi trường và an toàn lao động cho cán bộ công nhân viên; tăng cường trồng thêm cây xanh chắn bụi xung quanh khuôn viên nhà máy; xây dựng các phương án ứng cứu sự cố môi trường.

Đóng góp của đề tài

Khóa luận đã cung cấp bộ dữ liệu khảo sát thực tế và số liệu phân tích đo đạc cụ thể về dây chuyền sản xuất than cốc và hiệu quả vận hành trạm xử lý nước thải phenol tại Nhà máy Cốc hóa – TISCO. Công trình đã làm rõ ưu điểm của chu trình tuần hoàn nước dập cốc khép kín, đồng thời chỉ ra nguyên nhân kỹ thuật khiến các chỉ tiêu $NH_4^+$ và TSS chưa đạt quy chuẩn, tạo lập nguồn cơ sở dữ liệu thực tiễn phục vụ doanh nghiệp trong quá trình cải tạo, nâng cấp trạm xử lý nước thải khi tăng công suất nhà máy.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Nghiên cứu được thực hiện trong phạm vi thời gian thực tập tốt nghiệp (từ tháng 01/2014 đến tháng 05/2014) với số lượng đợt lấy mẫu phân tích phòng thí nghiệm còn hạn chế, chưa theo dõi được sự biến động chất lượng nước thải theo chu kỳ mùa và các giai đoạn vận hành lò khác nhau. Các đánh giá về khí thải và chất thải rắn chủ yếu kế thừa từ báo cáo quan trắc năm 2013–2014 và báo cáo ĐTM năm 2013 của nhà máy.
  • Hướng nghiên cứu tiếp: Mở rộng quan trắc chất lượng nước thải theo chuỗi thời gian dài; tiến hành thực nghiệm nghiên cứu tối ưu hóa tỷ lệ dinh dưỡng (C:N:P), chế độ sục khí và thời gian lưu bùn trong bể Aeroten nhằm xử lý triệt để hàm lượng amoni ($NH_4^+$); nghiên cứu bổ sung cụm công trình lắng lọc tinh sau xử lý sinh học để triệt tiêu chất rắn lơ lửng (TSS) trước khi tái sử dụng; đánh giá mức độ tích tụ muối khoáng và tạp chất trong chu trình tuần hoàn nước dập cốc lâu dài.

Giá trị tham khảo

Tài liệu này hữu ích cho sinh viên, học viên chuyên ngành Khoa học Môi trường, Kỹ thuật Môi trường, Quản lý Môi trường và cán bộ kỹ thuật vận hành trạm xử lý nước thải công nghiệp luyện kim, hóa chất than.

Các phần nội dung có giá trị tham khảo chuyên môn cao bao gồm:

  • Mô tả chi tiết dây chuyền công nghệ luyện cốc, chưng cất hóa than và các điểm phát sinh dòng thải ô nhiễm.
  • Bản vẽ kích thước hình học, thông số kỹ thuật các công trình đơn vị (bể điều hòa, bể tách dầu mỡ, bể Aeroten, bể lắng đứng, máy nén khí, máy ép lọc khung bản) trong hệ thống xử lý nước thải chứa phenol bằng vi sinh vật hiếu khí.
  • Bảng số liệu thực nghiệm phân tích hiệu quả khử các thông số $BOD_5$, COD, Phenol, $NH_4^+$, TSS và mô hình tái tuần hoàn nước thải cho công đoạn dập cốc luyện kim.

Câu hỏi thường gặp

1. Nước thải chứa phenol tại Nhà máy Cốc hóa phát sinh từ những công đoạn nào và lưu lượng phát sinh là bao nhiêu?
Nước thải chứa phenol phát sinh chủ yếu từ các thiết bị như thùng chứa dầu, tháp chưng cất và khu vực chưng cất dầu cốc của bộ phận thu hồi sản phẩm hóa học. Lưu lượng nước thải phenol phát sinh dao động trong khoảng 40–45 $m^3$/ngày tùy thuộc vào sản lượng sản xuất của nhà máy.

2. Quy trình công nghệ xử lý nước thải chứa phenol của nhà máy gồm những công trình đơn vị nào?
Quy trình công nghệ gồm các công trình: Bể điều hòa ($8000 \times 1560 \times 3200$ mm) $\rightarrow$ Thiết bị phản ứng keo tụ (khống chế pH) $\rightarrow$ Bể lắng tách dầu mỡ huyền phù ($3600 \times 2600 \times 2800$ mm) $\rightarrow$ Bể Aeroten xử lý sinh học hiếu khí ($12000 \times 4400 \times 4300$ mm) $\rightarrow$ Bể lắng đứng bậc 2 ($h = 4$ m) $\rightarrow$ Bể lắng keo tụ $\rightarrow$ Bể chứa nước dập cốc. Hệ thống xử lý bùn sử dụng máy ép lọc khung bản 25 bản ($470 \times 470$ mm).

3. Nước thải sau khi xử lý qua trạm xử lý sinh học được thải ra đâu?
Nước thải sau quá trình xử lý sinh học không xả trực tiếp ra sông Cầu hay suối Cam Giá mà được bơm tuần hoàn $100%$ về bể chứa nước dập cốc để làm nguội than cốc nóng đỏ tại tháp dập trong dây chuyền sản xuất.

4. Những chỉ tiêu chất lượng nước nào sau xử lý bị vượt quy chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B) và nguyên nhân do đâu?
Chỉ tiêu TSS đạt 104,71 mg/l (vượt quy chuẩn 4,71 mg/l) và chỉ tiêu amoni ($NH_4^+$) đạt 151,43 mg/l (vượt gần 4 lần quy chuẩn, giới hạn là 40 mg/l). Nguyên nhân được xác định là do công nhân chưa tuân thủ đúng quy trình vận hành kỹ thuật, chưa bổ sung đầy đủ chất dinh dưỡng cần thiết cho vi sinh vật trong bể Aeroten và hệ thống thiết bị đã cũ, có hiện tượng quá tải.

5. Kích thước và thông số vận hành cơ bản của bể Aeroten tại trạm xử lý là gì?
Bể Aeroten có cấu trúc bê tông cốt thép với kích thước hình học Dài $\times$ Rộng $\times$ Cao là $12000 \times 4400 \times 4300$ mm; sử dụng hệ thống máy nén khí cấp oxy có lưu lượng $Q = 56$ l/h, áp suất $P = 0,7$ at, động cơ điện công suất $N = 5,5$ kW, tốc độ quay $n = 1450$ vòng/phút.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Lương Mạnh Minh đã hoàn thành việc khảo sát toàn diện dây chuyền công nghệ sản xuất than cốc và đánh giá chi tiết hiện trạng hệ thống xử lý nước thải tại Nhà máy Cốc hóa – Công ty Cổ phần Gang thép Thái Nguyên. Kết quả phân tích thực nghiệm chỉ ra công nghệ xử lý sinh học bằng bùn hoạt tính hiếu khí đạt hiệu quả cao trong việc khử phenol (85,8%), $BOD_5$ (82,5%) và COD (82,5%), tuy nhiên các chỉ tiêu TSS và $NH_4^+$ vẫn vượt giới hạn QCVN 40:2011/BTNMT do hạn chế về chế độ dinh dưỡng vi sinh và thiết bị xuống cấp. Việc tuần hoàn toàn bộ nước sau xử lý phục vụ công đoạn dập cốc là giải pháp kỹ thuật tối ưu giúp tiết kiệm tài nguyên nước và ngăn ngừa phát tán ô nhiễm ra môi trường lưu vực. Trên cơ sở đó, các đề xuất về áp dụng sản xuất sạch hơn, nâng cấp công suất trạm xử lý và tăng cường giám sát vận hành mang tính ứng dụng thiết thực cho quá trình mở rộng sản xuất của nhà máy.