Nghiên cứu tác động môi trường từ nhà máy sản xuất sơn và các biện pháp xử lý

Khóa luận tốt nghiệp nghiên cứu Luận văn tốt nghiệp nghiên cứu những tác động đến môi trường của nhà máy sản xuất sơn và đề xuất, vận dụng lý thuyết vào thực tế, đề xuất giải pháp

• Tác giả: Huỳnh Thị Thanh Thương
• Người hướng dẫn: ThS. Đặng Chinh Hải
• Trường học: Trường Đại học Quản lý và Công nghệ Hải Phòng
• Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường
• Đề tài: Nghiên cứu những tác động đến môi trường của nhà máy sản xuất sơn và đề xuất các biện pháp xử lý
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Hải Phòng

Mục lục chi tiết

• LỜI MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG I: Tổng quan về Sơn
• 1.1. Khái niệm cơ bản
• 1.2. Lịch sử phát triển
• 1.3. Các công nghệ sản xuất Sơn
• 1.4. Sản xuất nhựa Alkyd very long oil
• 1.5. Sản xuất sơn chống rỉ Eonomy
• 2. CHƯƠNG II: NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG VÀ ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG ĐẾN MÔI TRƯỜNG CỦA NGÀNH SẢN XUẤT SƠN
• 2.1. Hiện trạng môi trường của ngành sản xuất sơn
• 2.2. Hiện trạng môi trường nước
• 2.3. Hiện trạng môi trường không khí
• 2.4. Hiện trạng chất thải rắn và chất thải nguy hại
• 2.5. Tác động của ngành sản xuất sơn đối với môi trường và con người
• 2.5.1. Tác động đến môi trường nước
• 2.5.2. Tác động đến môi trường không khí
• 2.5.3. Chất thải rắn và chất thải nguy hại
• 2.6. Đánh giá những rủi ro về sự cố môi trường do dự án gây ra
• 3. CHƯƠNG III: ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU Ô NHIỄM TRONG NGÀNH SẢN XUẤT SƠN
• 3.1. Biện pháp giảm thiểu ô nhiễm nước thải
• 3.1.1. Nước thải sản xuất
• 3.1.2. Nước thải sinh hoạt
• 3.2. Biện pháp giảm thiểu ô nhiễm khí thải
• 3.2.1. Than hoạt tính
• 3.2.2. Chất hoạt động bề mặt
• 3.2.2.1. Đặc tính chung
• 3.2.2.2. Chất hoạt động bề mặt tan trong nước
• 3.3. Các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm và an toàn lao động khi sản xuất
• 4. CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH
• DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
• LỜI CẢM ƠN

Tóm tắt

I. Tác động môi trường của nhà máy sản xuất sơn

Nhà máy sản xuất sơn có thể gây ra nhiều tác động môi trường nghiêm trọng. Các chất thải từ quy trình sản xuất, bao gồm chất thải công nghiệp và hóa chất độc hại, có thể làm ô nhiễm môi trường nước và môi trường không khí. Nước thải từ nhà máy thường chứa các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC) và các chất ô nhiễm khác, gây hại cho hệ sinh thái và sức khỏe con người. Theo nghiên cứu, tác động sinh thái từ các nhà máy này không chỉ ảnh hưởng đến môi trường xung quanh mà còn có thể dẫn đến các vấn đề sức khỏe nghiêm trọng cho cộng đồng. Đánh giá tác động môi trường là cần thiết để hiểu rõ hơn về mức độ ô nhiễm và các rủi ro tiềm ẩn. Việc thực hiện các biện pháp bảo vệ môi trường là rất quan trọng để giảm thiểu những tác động tiêu cực này.

1.1. Ô nhiễm môi trường nước

Ô nhiễm nước là một trong những vấn đề nghiêm trọng nhất do nhà máy sản xuất sơn gây ra. Nước thải từ quy trình sản xuất thường chứa nhiều hóa chất độc hại, như hóa chất độc hại và chất thải nguy hại. Những chất này có thể làm giảm chất lượng nước, ảnh hưởng đến đời sống thủy sinh và sức khỏe con người. Việc xử lý nước thải không đúng cách có thể dẫn đến ô nhiễm nguồn nước ngầm và bề mặt, gây ra những hậu quả lâu dài cho môi trường. Để giảm thiểu ô nhiễm nước, cần áp dụng các công nghệ xử lý nước thải hiệu quả, như công nghệ xanh và tái chế chất thải.

1.2. Ô nhiễm không khí

Ô nhiễm không khí từ nhà máy sản xuất sơn chủ yếu do sự phát thải của các hợp chất hữu cơ bay hơi (VOC) và bụi. Những chất này không chỉ gây ô nhiễm không khí mà còn ảnh hưởng đến sức khỏe của công nhân và cộng đồng xung quanh. Các nghiên cứu cho thấy rằng việc tiếp xúc lâu dài với các chất ô nhiễm này có thể dẫn đến các bệnh hô hấp và các vấn đề sức khỏe khác. Để giảm thiểu ô nhiễm không khí, nhà máy cần áp dụng các biện pháp như sử dụng công nghệ xanh và hệ thống lọc khí hiệu quả.

II. Biện pháp xử lý hiệu quả

Để giảm thiểu tác động môi trường từ nhà máy sản xuất sơn, cần thực hiện các biện pháp xử lý hiệu quả. Một trong những giải pháp quan trọng là cải thiện quy trình sản xuất, áp dụng công nghệ hiện đại và thân thiện với môi trường. Việc sử dụng nguyên liệu sản xuất sơn an toàn và bền vững cũng là một yếu tố quan trọng. Ngoài ra, cần thiết lập hệ thống quản lý chất thải hiệu quả, bao gồm quản lý chất thải và tái chế chất thải. Các biện pháp này không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm mà còn nâng cao hiệu quả sản xuất và bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

2.1. Cải thiện quy trình sản xuất

Cải thiện quy trình sản xuất là một trong những biện pháp quan trọng để giảm thiểu ô nhiễm. Việc áp dụng công nghệ xanh và các phương pháp sản xuất sạch sẽ giúp giảm thiểu lượng chất thải và ô nhiễm phát sinh. Các nhà máy cần đầu tư vào công nghệ mới, như hệ thống xử lý khí thải và nước thải, để đảm bảo rằng các chất ô nhiễm được xử lý trước khi thải ra môi trường. Điều này không chỉ giúp bảo vệ môi trường mà còn nâng cao hình ảnh và uy tín của doanh nghiệp.

2.2. Quản lý chất thải hiệu quả

Quản lý chất thải hiệu quả là một yếu tố quan trọng trong việc giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Các nhà máy cần thiết lập hệ thống phân loại và xử lý chất thải hợp lý, đảm bảo rằng các chất thải nguy hại được xử lý đúng cách. Việc tái chế chất thải cũng là một giải pháp hiệu quả, giúp giảm thiểu lượng chất thải phát sinh và tiết kiệm tài nguyên. Các biện pháp này không chỉ giúp bảo vệ môi trường mà còn mang lại lợi ích kinh tế cho doanh nghiệp.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Sự phát triển kinh tế - xã hội gắn liền với tốc độ đô thị hóa và công nghiệp hóa nhanh chóng đã tạo ra áp lực lớn đối với môi trường tự nhiên tại Việt Nam. Trong các ngành công nghiệp hóa chất, sản xuất sơn đóng vai trò thiết yếu phục vụ xây dựng, công nghiệp đóng tàu và dân dụng. Theo số liệu thống kê trong khóa luận, năm 2018 cả nước có hơn 38.242 giấy phép xây dựng được cấp, nhu cầu xây dựng tăng 80%, thúc đẩy tổng sản lượng sơn đạt gần 250 triệu lít/năm với khoảng 600 doanh nghiệp tham gia hoạt động. Tuy nhiên, quy trình sản xuất sơn tiêu thụ lượng lớn dung môi hữu cơ, bột màu chứa kim loại nặng và hóa chất tổng hợp, dẫn đến nguy cơ ô nhiễm nghiêm trọng nguồn nước, không khí và phát sinh chất thải nguy hại. Nhằm giải quyết các vấn đề môi trường này, đề tài "Nghiên cứu những tác động đến môi trường của nhà máy sản xuất sơn và đề xuất các biện pháp xử lý" được thực hiện.

Theo văn bản giao nhiệm vụ, đề tài tập trung giải quyết 3 nội dung và yêu cầu cụ thể:

1. Tìm hiểu về công nghệ sản xuất của nhà máy sản xuất sơn.
2. Đánh giá hiện trạng môi trường tại nhà máy sản xuất sơn.
3. Đề xuất biện pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường tại nhà máy sản xuất sơn.

Đối tượng nghiên cứu của khóa luận là các dòng thải phát sinh (nước thải, khí thải, bụi, chất thải rắn, chất thải nguy hại) và các rủi ro sự cố từ quy trình sản xuất sơn. Phạm vi nghiên cứu về không gian tập trung vào dây chuyền công nghệ sản xuất nhựa Alkyd và sơn chống rỉ, gắn liền với dữ liệu quan trắc thực tế tại Công ty Cổ phần sơn Hải Phòng. Phạm vi thời gian sử dụng chuỗi số liệu quan trắc môi trường đợt tháng 6 năm 2018 cùng các dữ liệu tổng hợp thị trường ngành sơn giai đoạn 2002–2018 và dự báo nhu cầu đến năm 2030.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận xây dựng nội dung dựa trên các cơ sở lý thuyết hóa học polyme, kỹ thuật môi trường và hệ thống quy chuẩn kỹ thuật:

• Khung lý thuyết và công nghệ: Phản ứng este hóa giữa rượu đa chức và axit đa chức/axit béo để tạo nhựa Alkyd ($R-OH + R'COOH \rightarrow R'COO-R + H_2O$); công nghệ sản xuất sơn gốc dầu biến tính Alkyd very long oil (độ dài dầu > 70%, axit đa chức < 20%); nguyên lý keo tụ - tạo bông; cơ chế oxy hóa bậc cao bằng phản ứng Fenton ($Fe^{2+} / H_2O_2$ sinh gốc tự do hydroxyl phá hủy hợp chất hữu cơ); nguyên lý hấp phụ khí thải VOCs qua lớp than hoạt tính vi mao quản.
• Tiêu chuẩn và quy chuẩn áp dụng: Hệ thống phương pháp thử và tiêu chuẩn kỹ thuật gồm QCVN 16/2014/BXD, TCVN 5730:2008, TCVN 2091:2008, TCVN 2092:2013, TCVN 2096:2015, TCVN 2097:1993, TCVN 2098:2007, TCVN 2099:2013, TCVN 2100-2:2007, TCVN 2093:1993, ISO 4630-2:2004, các tiêu chuẩn công nghiệp Nhật Bản (JIS K 5600, JIS K 5601) và hệ số tải lượng ô nhiễm của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO).
• Phương pháp nghiên cứu: Tác giả kết hợp phương pháp khảo sát thực tế dây chuyền công nghệ; phương pháp thu thập, tổng hợp tài liệu chuyên ngành; phương pháp thống kê và phân tích thứ cấp số liệu quan trắc môi trường (nước thải, khí thải, tiếng ồn); phương pháp tính toán tải lượng ô nhiễm sinh hoạt dựa trên định mức cấp thoát nước.
• Nguồn dữ liệu: Kết quả phân tích phòng thí nghiệm mẫu nước thải và không khí do Công ty Cổ phần sơn Hải Phòng thực hiện vào tháng 6 năm 2018; số liệu kỹ thuật về công thức phối liệu nhựa và sơn; báo cáo ngành sơn Việt Nam.

Nội dung chính theo từng chương

Chương I: Tổng quan về sơn

Chương này trình bày lịch sử phát triển ngành sơn từ kỹ thuật sơn ta truyền thống cách đây 400 năm, dấu mốc xưởng sơn Testudo (1913–1914) và Công ty sơn Gecko của doanh nhân Nguyễn Sơn Hà, cho đến bức tranh thị trường hiện đại với 600 doanh nghiệp (sơn ngoại chiếm trên 65% thị phần). Tác giả đi sâu phân tích hai quy trình công nghệ cốt lõi:

Quy trình chế tạo nhựa Alkyd very long oil: Khóa luận đưa ra công thức phối liệu tối ưu cho hai loại độ dài dầu:

Thành phần (% khối lượng)	Loại độ dài dầu 70 – 75%	Loại độ dài dầu 76 – 80%
Dầu béo	68,1	70,0
Rượu đa chức	16,0	20,5
Phụ gia chống oxy hóa	0,1	0,1
Axit đa chức	13,8	7,2
Dung môi mạch vòng	2,0	2,2
Tổng	100,0	100,0

Quy trình vận hành qua các giai đoạn: sục $N_2$ vào nồi phản ứng, nâng nhiệt lên $180^\circ\text{C}$ duy trì 1 giờ, tiếp tục nâng lên $235^\circ\text{C}$ duy trì 2–3 giờ để diễn ra phản ứng este hóa, theo dõi độ nhớt và trị số axit, sau đó hạ nhiệt xuống $< 120^\circ\text{C}$ trước khi xả sang nồi pha loãng.

Quy trình chế tạo sơn chống rỉ Economy (màu nâu và màu ghi): Phối trộn nhựa Alkyd dài (37–45%), nhựa biến tính (5%), dung môi (10–12%), bột oxit sắt, bột kẽm oxit, kẽm photphat, titan oxit, bột độn ($CaCO_3$, talc) và chất làm khô (Co 10%, Mn 10%). Hỗn hợp được ủ muối, nghiền đạt độ mịn $\le 30,\mu\text{m}$, lọc qua lưới 120 mesh và đóng thùng.

Chương I cũng lập danh mục các nguồn thải: bụi sơn, hơi dung môi (VOCs), nước vệ sinh bồn khuấy, nước làm mát tuần hoàn, chất thải nguy hại (cặn sơn, giẻ lau dính hóa chất, bùn thải) và nước mưa chảy tràn.

Chương II: Nghiên cứu hiện trạng và đánh giá tác động đến môi trường của ngành sản xuất sơn

Chương II phân tích chi tiết mức độ ô nhiễm qua số liệu định lượng. Nước thải sản xuất sơn có nồng độ ô nhiễm cao, tỷ lệ $\text{BOD}_5/\text{COD}$ thấp ($588/5621 \approx 0,105$), pH 8,5, SS đạt 2.109 mg/L và độ đục 4.820 mg/L.

Đối với nhà máy quy mô 5.460 công nhân, lượng nước thải sinh hoạt ước tính đạt $524,\text{m}^3/\text{ngày đêm}$, tạo ra tải lượng ô nhiễm lớn (BOD: 245,7–294,84 kg/ngày; COD: 393,12–556,92 kg/ngày; SS: 382,2–791,7 kg/ngày).

Khóa luận trích xuất kết quả quan trắc thực tế tại Công ty Cổ phần sơn Hải Phòng (tháng 6/2018) đối với nước thải và môi trường không khí:

Thông số quan trắc nước thải	Đơn vị	Điểm NT01	Điểm NT02
pH	-	7,2	7,2
COD	mg/L	71	82
$\text{BOD}_5$	mg/L	30	35
TSS	mg/L	29	38
Đồng (Cu)	mg/L	0,047	0,030
Kẽm (Zn)	mg/L	0,093	0,072
Chì (Pb)	mg/L	0,0028	0,0020
Thủy ngân (Hg)	mg/L	0,0007	0,0007
Coliform	Vi khuẩn/100mL	2.100	2.300

Vị trí quan trắc không khí	Bụi ($\text{mg/m}^3$)	CO ($\text{mg/m}^3$)	$\text{SO}_2$ ($\text{mg/m}^3$)	$\text{NO}_2$ ($\text{mg/m}^3$)	Toluen ($\text{mg/m}^3$)	Xylen ($\text{mg/m}^3$)	Tiếng ồn (dBA)
K01	1,650	4,504	0,224	0,311	128,35	101,27	76,7
K02	0,592	3,517	0,118	0,185	97,45	89,65	72,0
K03	0,366	3,409	0,098	0,119	75,97	74,30	67,7
K04	0,122	3,000	0,066	0,083	0,387	13,07	63,9

Về ô nhiễm không khí, dung môi bay hơi phân nhóm gồm dung môi chứa nhân thơm (toluen, xylen chiếm 30%), mạch thẳng (27%), gốc xeton (17%), alcohol (17%) và este khác (14%). Hơi toluen và xylen tại xưởng ở mức cao, ảnh hưởng trực tiếp đến hệ thần kinh, suy giảm trí nhớ, rối loạn tim mạch và hô hấp của công nhân.

Về chất thải nguy hại, khóa luận phân loại 10 nhóm nguồn phát sinh chính: cặn sơn, bụi sơn bột, dung môi vệ sinh bồn, than hoạt tính thải, bùn hệ thống xử lý nước thải, bóng đèn huỳnh quang/pin hỏng, bao bì dính hóa chất nguy hại và giẻ lau dính dầu mỡ. Tác giả cũng đánh giá nguy cơ cháy nổ do dung môi bắt cháy ở nhiệt độ $< 60^\circ\text{C}$ và sự cố chập điện trong nhà máy.

Chương III: Đề xuất biện pháp giảm thiểu ô nhiễm trong ngành sản xuất sơn

Trên cơ sở phân tích hiện trạng, tác giả đề xuất các giải pháp kỹ thuật xử lý chuyên biệt:

• Xử lý nước thải sản xuất:
  • Phương pháp keo tụ - tạo bông: Sử dụng phèn sắt, phèn nhôm hoặc PAC nhằm trung hòa điện tích âm của các hạt cặn lơ lửng silic và hợp chất hữu cơ, tạo bông cặn lắng xuống, loại bỏ hiệu quả SS và độ đục với chi phí thấp.
  • Phương pháp oxy hóa nâng cao Fenton: Ứng dụng phản ứng giữa chất xúc tác muối sắt ($Fe^{2+}$ hoặc $Fe^{3+}$) và chất oxy hóa hydro peroxit ($H_2O_2$) tạo gốc hydroxyl hoạt tính cao nhằm phá hủy các chất tạo màng, dung môi và phụ gia độc hại. Khóa luận ghi nhận hiệu quả khử COD của phản ứng Fenton đạt khoảng 80%.
• Xử lý nước thải sinh hoạt: Thiết kế dây chuyền gồm: Bể tách dầu mỡ $\rightarrow$ Bể phốt tiếp nhận $\rightarrow$ Bể gom/điều hòa (sục khí liên tục chống lắng cặn) $\rightarrow$ Bể thiếu khí (Anoxic, có giá thể sinh học khử nitrat) $\rightarrow$ Bể hiếu khí Aerotank (vi sinh vật hiếu khí phân hủy chất hữu cơ, kiểm soát BOD sau xử lý đạt $\le 5,\text{mg/L}$) $\rightarrow$ Thiết bị lắng cơ học $\rightarrow$ Khử trùng hóa chất trước khi xả thải.
• Xử lý khí thải hữu cơ (VOCs): Áp dụng tháp hấp phụ than hoạt tính. Khóa luận phân tích các thông số kỹ thuật tiêu chuẩn của than: chỉ số iot từ 500 – 1.200 mg/g; diện tích bề mặt riêng đạt 800 – 1.000 $\text{m}^2/\text{g}$ (trong đó 95% diện tích bề mặt là các lỗ xốp micro, lỗ xốp meso chiếm không quá 5%); kết hợp bổ sung chất hoạt động bề mặt tan trong nước để tăng cường hiệu quả thu hồi hơi dung môi.
• An toàn lao động: Bố trí thông gió công nghiệp, trang bị phương tiện bảo hộ lao động chống nhiễm độc hơi dung môi và bụi kim loại nặng, xây dựng phương án phòng chống cháy nổ bồn chứa hóa chất.

Kết quả và đóng góp

• Hệ thống hóa dữ liệu ô nhiễm: Khóa luận đã đo đạc, tập hợp đầy đủ các chỉ số môi trường đặc thù của ngành sơn: nước thải sản xuất có tải lượng COD thô lên tới 5.621 mg/L; ghi nhận nồng độ toluen tại xưởng sản xuất dao động từ 0,387 đến 128,35 $\text{mg/m}^3$ và xylen từ 13,07 đến 101,27 $\text{mg/m}^3$.
• Đề xuất công nghệ xử lý khả thi: Đưa ra phương án tích hợp keo tụ PAC kết hợp oxy hóa Fenton cho nước thải sản xuất (xử lý triệt để 80% COD khó phân hủy sinh học), kết hợp hệ thống Anoxic - Aerotank cho nước thải sinh hoạt và hệ thống lọc hấp phụ than hoạt tính có chỉ số iot 500–1.200 mg/g cho khí thải VOCs.
• Đóng góp thực tiễn: Khác với các nghiên cứu môi trường chung chung, khóa luận liên kết chặt chẽ giữa công thức phối liệu hóa học (nhựa Alkyd very long oil, sơn Economy) với các tác nhân phát thải thực tế, đồng thời sử dụng bộ số liệu quan trắc cụ thể tại Công ty Cổ phần sơn Hải Phòng để kiểm chứng đánh giá tác động.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

• Hạn chế: Số liệu quan trắc môi trường thực tế tại xưởng chỉ đại diện cho một đợt khảo sát (tháng 6 năm 2018), chưa phản ánh được sự biến thiên nồng độ ô nhiễm theo các mùa trong năm hoặc khi công suất nhà máy thay đổi. Các giải pháp kỹ thuật đề xuất mới dừng lại ở mức sơ đồ nguyên lý dây chuyền công nghệ, chưa tính toán chi tiết kích thước công trình đơn vị, thông số thủy lực và phân tích chi phí đầu tư vận hành (CAPEX/OPEX).
• Hướng nghiên cứu tiếp: Cần tiến hành thực nghiệm quy mô mô hình phòng thí nghiệm (pilot) đối với phản ứng Fenton trên mẫu nước thải thực tế để xác định liều lượng tối ưu giữa $Fe^{2+}$ và $H_2O_2$; nghiên cứu chu kỳ bão hòa và phương pháp hoàn nguyên lớp than hoạt tính hấp phụ toluen, xylen trong điều kiện sản xuất liên tục.

Giá trị tham khảo

Tài liệu là nguồn tham khảo hữu ích cho sinh viên và học viên chuyên ngành Kỹ thuật Môi trường, Quản lý Môi trường, cũng như kỹ sư công nghệ hóa học:

• Công nghệ sản xuất: Cung cấp chi tiết bảng thành phần phần trăm khối lượng điều chế Alkyd very long oil và công thức chế tạo sơn lót chống rỉ màu nâu, màu ghi.
• Đánh giá tác động môi trường (ĐTM): Là tài liệu tham khảo thực tế về phương pháp phân loại nguồn thải, lập bảng danh mục chất thải nguy hại và sử dụng hệ số ô nhiễm WHO để tính toán tải lượng cho nhà máy công nghiệp.
• Kỹ thuật xử lý chất thải: Đưa ra sơ đồ dây chuyền chuẩn cho việc xử lý dòng nước thải hữu cơ phức tạp (kết hợp hóa lý và oxy hóa bậc cao) và xử lý hơi dung môi thơm bằng vật liệu hấp phụ carbon.

Câu hỏi thường gặp

1. Nước thải sản xuất sơn có đặc trưng ô nhiễm hóa lý như thế nào trong khóa luận?
Nước thải sản xuất sơn có độ phân tán cao, mùi đặc biệt, pH kiềm nhẹ ở mức 8,5, độ đục đạt 4.820 mg/L, hàm lượng chất rắn lơ lửng (SS) đạt 2.109 mg/L. Nồng độ COD đạt 5.621 mg/L nhưng $\text{BOD}_5$ chỉ đạt 588 mg/L, cho thấy tỷ lệ $\text{BOD}_5/\text{COD} \approx 0,105$, phản ánh nguồn thải chứa nhiều hợp chất hữu cơ khó phân hủy sinh học (chất tạo màng, dung môi, chất hóa dẻo).

2. Nồng độ dung môi hữu cơ Toluen và Xylen đo được tại xưởng sản xuất Công ty Cổ phần sơn Hải Phòng là bao nhiêu?
Tại thời điểm quan trắc tháng 6/2018 tại 4 vị trí trong xưởng, nồng độ Toluen ghi nhận lần lượt là: K01: 128,35 $\text{mg/m}^3$; K02: 97,45 $\text{mg/m}^3$; K03: 75,97 $\text{mg/m}^3$; K04: 0,387 $\text{mg/m}^3$. Nồng độ Xylen lần lượt là: K01: 101,27 $\text{mg/m}^3$; K02: 89,65 $\text{mg/m}^3$; K03: 74,30 $\text{mg/m}^3$; K04: 13,07 $\text{mg/m}^3$.

3. Khóa luận đề xuất phương pháp hóa học nào để xử lý triệt để COD trong nước thải sản xuất sơn và hiệu quả đạt được là bao nhiêu?
Tác giả đề xuất phương pháp oxy hóa nâng cao sử dụng phản ứng Fenton (chất oxy hóa $H_2O_2$ kết hợp xúc tác muối sắt $Fe^{2+}$ hoặc $Fe^{3+}$). Phản ứng sinh ra các gốc tự do hydro có khả năng phá hủy mạch polyme và các hợp chất hữu cơ phức tạp thành $CO_2$ và nước, đạt hiệu quả xử lý COD khoảng 80%.

4. Than hoạt tính dùng để hấp phụ khí thải VOCs trong khóa luận cần đáp ứng các thông số kỹ thuật nào?
Than hoạt tính đề xuất cần có chỉ số iot đạt mức tiêu chuẩn từ 500 đến 1.200 mg/g; diện tích bề mặt riêng vượt quá 800 – 1.000 $\text{m}^2/\text{g}$, trong đó diện tích do hệ vi mao quản (lỗ xốp micro) đóng góp chiếm tới 95%, lỗ xốp meso chiếm không quá 5%; than phải có độ cứng ổn định để chịu được mài mòn cơ học và áp suất dòng khí.

5. Chế độ nhiệt độ trong quá trình chế tạo nhựa Alkyd very long oil được kiểm soát ra sao?
Nguyên liệu sau khi nạp vào nồi phản ứng đã sục khí Nitơ sẽ được nâng nhiệt độ lên $180^\circ\text{C}$ và duy trì trong 1 giờ. Sau đó, nhiệt độ tiếp tục được nâng lên khoảng $235^\circ\text{C}$ duy trì trong 2–3 giờ để diễn ra phản ứng este hóa. Khi kiểm tra đạt độ nhớt Gardner và trị số axit yêu cầu ($\le 3,\text{mg KOH/g}$), hỗn hợp được hạ nhiệt độ xuống $< 120^\circ\text{C}$ rồi mới xả sang nồi pha loãng.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của sinh viên Huỳnh Thị Thanh Thương đã phản ánh chi tiết các công đoạn sản xuất nhựa Alkyd và sơn chống rỉ, đồng thời xác định rõ ràng các nguồn thải độc hại phát sinh trong công nghiệp sơn. Dựa trên số liệu quan trắc thực tế tại Hải Phòng và các công cụ tính toán tải lượng, đề tài đã đề xuất giải pháp xử lý nước thải bằng keo tụ kết hợp Fenton, xử lý nước thải sinh hoạt bằng vi sinh Anoxic - Aerotank và xử lý VOCs bằng than hoạt tính. Công trình là tài liệu kỹ thuật có giá trị tham khảo tốt cho công tác nghiên cứu và kiểm soát ô nhiễm môi trường công nghiệp hóa chất.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG I.Tổng quan về Sơn [8] 400 năm trước, Việt Nam đã biết dùng sơn ta từ cây sơn mọc tự nhiên chế biến thành sơn trang trí và bảo vệ cho chất lượng gỗ của các pho tượng thờ, các tấm hoành phi câu đối “sơn son thiếp vàng”, lớp sơn bảo vệ này chất lượng hầu như không thay đổi sau hàng trăm năm sử dụng, sơn ta đến nay vẫn được coi là nguyên liệu chất lượng cao dùng cho ngành tranh sơn mài được ưa chuộng cả trong và ngoài nước. Khái niệm Sơn là hệ huyền phù gồm chất tạo màng, dung môi và phụ gia. Khi phủ lên bề mặt sẽ tạo một lớp màng mỏng, khô dần và bám chắc để bảo vệ bề mặt cần sơn hoặc trang trí. Tùy theo bề mặt cần sơn mà sơn sẽ được điều chỉnh phụ gia hay dung môi cho phù hợp.

Lịch sử phát triển Tại Việt Nam, lịch sử ngành sơn cũng có nhiều dốc mốc đáng nhớ. Như cách đây 400 năm trước, người Việt đã biết cách chế tạo sơn trang trí, bên cạnh đó còn một số loại dầu béo đươc làm từ nhựa thông hoăc dầu lai, dầu bóng …. Cũng được sử dụng để trang trí và bảo vệ cho chiếc nón lá hoặc các đồ vật nội ngoại thất như tiền thân của các loại sơn hiện đại. Lịch sử ngành sơn Việt Nam gắn với Công ty sơn Gecko của doanh nhân Nguyễn Sơn Hà – và được mọi người ví như ông tổ ngành sơn Việt Nam.

Một xưởng sơn dầu của người Pháp xây dựng tại Hải Phòng mang tên Testudo xuất hiện ở giai đoạn năm 1913 – 1914 tại Việt Nam, sau đó vài năm thì Công ty sơn đầu tiên của Việt Nam mang tên Gecko của ông Nguyễn Sơn Hà được thành lập. Có thể coi Nguyễn Sơn Hà chính là người đầu tiên đặt nền Huỳnh Thị Thanh Thương – MT2001 2 Luan van Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Quản lý và Công nghệ Hải Phòng móng trong lịch sử ngành sơn Việt Nam. Sau Gecko là một số nhà máy sản xuất sơn khác như sơn Thăng Long tại Hà Nội…. Thị trường sơn tại Việt Nam hiện nay rất đa dạng về sản phẩm, là sự cạnh tranh của nhiều thương hiệu lớn trong nước và nước ngoài như sơn Dulux, sơn Mykolor, sơn Nippon, sơn Jotun… và trong nước thì có sơn Kova hay sơn Lina, sơn Donasa … Tính đến nay, lịch sử ngành sơn Việt Nam có khoảng 600 doanh nghiệp có hoạt động kinh doanh và sản xuất sơn, tổng lượng sơn hàng năm đạt gần 250 triệu lít, sơn trang trí chiếm đa số khoảng 180 triệu lít/năm.

Tổng lượng sơn sản xuất từ năm 2002 đến 2011 Thị trường sơn trong nước các năm gần đây, xu hướng người tiêu dùng chuyển sang dùng sơn pha tại nhà máy sản xuất, không tin tưởng vào sơn pha màu tại đại lý sơn, hay còn gọi là đại lý sơn có máy pha màu. Khi mà nhiều cuộc tranh luận giữa sơn dùng máy pha màu và sơn nhà máy. Qua thực tế, sơn pha màu tại đại lý sơn, có độ bền màu kém hơn, rủi ro hàng giả nhiều hơn, chi phí cao hơn do đầu tư máy móc nhiều. khách hàng đã dần tin dùng các sản phẩm sơn từ nhà máy hơn các sản phẩm sơn pha màu tại đại lý sơn.

Thị phần sơn Việt nam chủ đạo rơi vào tay các hãng sơn uy tín, thương hiệu, chất lượng cao và ổn định như UTU, Kova, Dulux, Jotun, Mykolor. Hơn Huỳnh Thị Thanh Thương – MT2001 3 Luan van Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Quản lý và Công nghệ Hải Phòng 60% thị phần sơn Việt nam thuộc về các Công ty sản xuất sơn trên. Còn lại thị trường sơn Việt nam bị sâu xé bởi các Công ty sơn ngoại và nội khác. Trên thị trường sơn và chất phủ nói chung các sản phẩm của doanh nghiệp trong nước chiếm thị trường đáng kể.

Khi thị trường xuất hiện ngày càng nhiều đối thủ, nguồn cung ngày càng lớn, cuộc đua về giá và ưu đãi được nhiều doanh nghiệp chú trọng, đặc biệt là doanh nghiệp mới Trong năm 2018, với hơn 38242 giấy phép xây dựng được cấp, nhu cầu xây dựng đã tăng lên 80%. Tổng lượng sơn tại Việt Nam đạt gần 250 triệu lít/ năm, trong đó sơn trang trí chiếm 180 triệu lít chiếm khoảng 65% và đạt giá trị khoảng 54% toàn ngành. Dự báo nhu cầu sản xuất sơn Loại sơn Đơn vị 2011 2015 2020 2030 Sơn xây dựng Tấn 175.000 Sơn chống rỉ Tấn 23.000 Sơn công nghiệp Tấn 52. Các công nghệ sản xuất Sơn Hiện tại, Việt Nam có 600 doanh nghiệp ngành sơn, trong đó có 70 doanh nghiệp có vốn đầu tư nước ngoài.

Sơn ngoại tuy số lượng ít nhưng chiếm hơn 65% thị trường Việt Nam, sơn ngoại chiếm 35% nhưng đang có tốc độ tăng trưởng khả quan. + Sơn ngoại: Các hãng nổi tiếng: Jotun, Nippon Panit, PPG, 4 Oranges,. các sản phẩm sơn này hầu như chỉ phục vụ các mục đích như đóng tàu, sơn sân bay, vỏ các loại đồ uống,. nên người tiêu dùng ít biết đến.

Thay vào đó, người tiêu dùng biết nhiều đến 2 dòng sơn Dulux và Maxilitle + Sơn nội : Huỳnh Thị Thanh Thương – MT2001 4 Luan van Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Quản lý và Công nghệ Hải Phòng Các hãng nổi tiếng : Kova, Đồng Tâm, Maxxs Việt Nam Hòa Bình, Đại Bàng, alphanam,. So với sơn ngoại, sơn nội dù có chất lượng tốt nhưng không cạnh tranh được với các hãng sơn lớn về quảng cáo. Để giành thị phần, sơn nội phải quảng bá sản phẩm thông qua kênh truyền thông, bên cạnh đó giảm giá cũng là một cách để các hãng sơn cạnh tranh lẫn nhau. Sơ đồ sản xuất sơn Trong tất cả các sản phẩm sơn hiện nay gồm 2 chủng loại chính: sơn gốc dầu và sơn gốc nước.

+Sơn gốc nước chủ yếu sử dụng cho sơn trang trí bề mặt sản phẩm +Sơn gốc dầu chủ yếu sử dụng cho sơn lót sản phẩm Alkyd là thành phần chính trong sơn gốc dầu Huỳnh Thị Thanh Thương – MT2001 5 Luan van Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Quản lý và Công nghệ Hải Phòng 2. Sản xuất nhựa Alkyd very long oil [4] Nhựa Alkyd là loại Ester phân tử lượng thấp, được tạo thành khi các rượu ( Alcohol) đa chức phản ứng với các axit đơn chức hoặc đa chức. Tên gọi Alkyd là ghép của 2 chất Alcohol và nhóm chức axit. Trên thực tế, nhựa Alkyd chỉ có ứng dụng trong ngành sơn khi sử dụng một hỗn hợp các chất phản ứng là axit béo đơn chức của dầu béo cùng với axít hữu cơ đa chức và rượu đa chức.

Nhựa Alkyd này được gọi chính xác là Alkyd – biến tính dầu. Nhựa Alkyd béo với độ béo hay dây dầu chiếm 56 – 70% dầu béo. Nhựa Alkyd béo tan trong dung môi mạch thẳng (mineral spirit) và tương hợp với nhiều loại chất tạo màng gốc dầu nhựa được sử dụng rộng rãi làm sơn kiến trúc xây dựng và phối hợp với một số nhựa cao cấp khác làm sơn bảo vệ kết cấu thép, sơn tàu biển, v.v… Nhựa Alkyd béo đi từ đậu nành là thông dụng nhất. Nhựa Alkyd very long oil có một số đặc tính kĩ thuật như sau:  Có tính hóa dẻo  Có độ bền cao, có tính chống oxy hóa vàng cao  Độ biến tính dầu > 70  Lượng axit đa chức < 20 Phản ứng hóa học tạo ra nhựa Alkyd theo phản ứng ester hóa như sau: R – OH + R’COOH R’COO-R + H2O Alcohol Acid Este Bảng 1.

Công thức chế tạo Alkyd very long oil tối ưu % khối lượng STT Thành phần Loại độ dài dầu Loại độ dài dầu 70 – 75% 76 – 80% 1 Dầu béo 68,1 70 2 Rượu đa chức 16 20,5 3 Phụ gia chống oxy hóa 0,1 0,1 4 Axit đa chức 13,8 7,2 5 Dung môi mạch vòng 2 2,2 Tổng 100,0 100,0 Huỳnh Thị Thanh Thương – MT2001 6 Luan van Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Quản lý và Công nghệ Hải Phòng  Dầu béo Dầu lanh (LINSEED OIL) Dầu đậu nành (SOYABEAN OIL) Dầu hột cao su (RUBBER SEED OIL) Dầu trẫu (tương đương TUNG OIL) Dầu thầu dầu (chưa khử nước) Các axít béo khác  Axít đa chức: P. Dung môi gốc Xeton 2. Dung môi gốc alcohol 3. Các loại dung môi khác Huỳnh Thị Thanh Thương – MT2001 7 Luan van Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Quản lý và Công nghệ Hải Phòng Bảng 1.

Các máy móc thiết bị chính của dây chuyền sản xuất nhựa Alkyd STT Tên thiết bị Số lượng Xuất xứ 1 Bể phản ứng 1 cái ABB - Pháp 2 Bể pha loãng 1 cái ABB - Pháp 3 Thiết bị trao đổi nhiệt 1 cái ABB - Pháp 4 Bộ hạ nhiệt 1 bộ ABB - Pháp 5 Phễu nạp PE + Vít tải 1 cái Việt Nam 6 Phễu nạp PA + Vít tải 1 cái Việt Nam 7 Sinh hàn ngang 1 cái Việt Nam 8 Sinh hàn đứng bể phản ứng 1 cái Việt Nam 9 Bình phân ly 1 bộ Việt Nam 10 Bể thu hồi nước 1 bộ Việt Nam 11 Sinh hàn đứng bể pha loãng 1 cái Việt Nam 12 Máy đóng phuy 1 cái Trung Quốc 13 Bơm tuần hoàn dầu tải nhiệt 2 cái ABB - Pháp 14 Bơm đóng sản phẩm 1 cái ABB - Pháp 15 Bơm nước làm mát 2 cái Indonesia 16 Bộ giải nhiệt nước làm mát Việt Nam 17 Máy hút bụi 1 cái Việt Nam 18 Hệ thống tủ điện và điều hòa 1 bộ ABB - Pháp 19 Phần mềm điều khiển ABB - Pháp Huỳnh Thị Thanh Thương – MT2001 8 Luan van Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Quản lý và Công nghệ Hải Phòng Hình ảnh một số trang thiết bị và dây chuyền sản xuất sơn thực hiện sản xuất nhựa Alkyd very long oil Hình 1. Nồi phản ứng Hình 1. Nồi pha loãng Huỳnh Thị Thanh Thương – MT2001 9 Luan van Khóa luận tốt nghiệp Trường Đại học Quản lý và Công nghệ Hải Phòng Sơ đồ dây chuyền công nghệ Dầu béo Rượu đa chức Axit đa chức Phụ gia Hút chân không và sục Nito vào NỒI Nâng nhiệt lên 180  2C nồi pư trước khi nạp PHẢN và duy trì trong 1 giờ ỨNG Nâng nhiệt lên 235C, duy trì 2-3 giờ Thử Thử độ axit nhớt Hạ nhiệt Kiểm tra chỉ tiêu Sản phẩm Hình 1. Sơ đồ sản xuất nhựa Alkyd long oil Cách tiến hành : 1.

Giai đoạn nạp nguyên liệu - Sục khí Nitơ vào bình phản ứng đã được vệ sinh và đảm bảo yêu cầu. - Nạp các nguyên liệu vào bộ nồi nấu dầu thí nghiệm 1 lít, 2 lít và 3 lít tương ứng với từng định mức.