ĐẶT VẤN ĐỀ Ngày nay, vấn đề ô nhiễm môi trƣờng đã và đang ngày càng trở nên nghiêm trọng đe doạ trực tiếp sự phát triển kinh tế - xã hội bền vững, sự tồn tại, phát triển của các thế hệ hiện tại và tƣơng lai. Nƣớc là phần không thể thiếu trong cuộc sống của con ngƣời. Có thể nói sự sống của con ngƣời và mọi sinh vật sống trên trái đất phụ thuộc vào nƣớc. Bởi vậy chất lƣợng nguồn nƣớc cần đƣợc chú trọng quan tâm, quản lý hiệu quả.
Nƣớc thải từ các hoạt động sản xuất công nghiệp hầu hết đƣợc thải trực tiếp ra nguồn tiếp nhận và hàm lƣợng các chất đều vƣợt quá nồng độ cho phép nhiều lần. Việc tách rời công tác bảo vệ môi trƣờng với sự phát triển kinh tế - xã hội diễn ra phổ biến ở nhiều ngành, nhiều cấp, dẫn đến tình trạng gây ô nhiễm môi trƣờng diễn ra phổ biến và ngày càng nghiêm trọng. Đối tƣợng gây ô nhiễm môi trƣờng chủ yếu là hoạt động sản xuất của nhà máy trong các khu công nghiệp, hoạt động làng nghề và sinh hoạt tại các đô thị lớn. Mức độ ô nhiễm nƣớc ở các khu công nghiệp, khu chế xuất, cụm công nghiệp tập trung là rất lớn.
Sự ảnh hƣởng đó đƣợc thấy rõ trong các sự kiện điển hình nhƣ công ty Vedan xả thải không qua xử lý “bức chết” dòng sông Thị Vải, Công ty Tung Kuang (Hải Dƣơng) xây dựng đƣờng ống ngầm dẫn nƣớc thải chƣa qua xử lý ra sông Ghẻ gây ảnh hƣởng nghiêm trọng đến môi trƣờng nƣớc. Đó là những hồi chuông cảnh tỉnh cũng nhƣ các bài học đắt giá về công tác quản lý nguồn nƣớc. Ninh Bình là một tỉnh nằm ở cửa ngõ cực nam miền Bắc Việt Nam, thuộc khu vực đồng bằng sông Hồng. Quy hoạch xây dựng phát triển kinh tế xếp Ninh Bình vào vùng duyên hải Bắc Bộ.
Với vị trí đặc biệt về giao thông, địa hình, lịch sử văn hóa đồng thời sở hữu nhiều khu vực là di sản và khu dự trữ sinh quyển thế giới nhƣ danh thắng Tràng An, vƣờn Quốc gia Cúc Phƣơng, Ninh Bình là tỉnh có tiềm năng du lịch phong phú và đa dạng. Khu công nghiệp Gián Khẩu đƣợc quy hoạch cạnh khu du lịch sinh thái Vân Long ở vị trí nhạy cảm nên các doanh nghiệp tại đây phải chấp hành tốt các quy định của nhà nƣớc về xả thải, tránh gây ảnh hƣởng đến môi trƣờng tự nhiên của khu du lịch sinh thái. Là một công ty nằm trong khu công nghiệp Gián Khẩu, CTCP ô tô Thành Công, Ninh Bình cần phải “chung tay” chấp hành tốt các quy định bảo vệ môi trƣờng đặc biệt là môi trƣờng nƣớc. Nhận thấy mức độ cấp thiết và tầm quan trọng của vấn đề, tôi quyết định thực hiện đề tài khóa luận tốt nghiệp: “Tính toán, thiết kế cải tiến hệ thống xử lý nƣớc thải xƣởng sơn công ty cổ phần ô tô Thành Công, Ninh Bình”.
Đề tài đặt ra mục tiêu đánh giá đƣợc thực trạng môi trƣờng và thiết kế cải tiến hệ thống xử lý nƣớc thải cho xƣởng sơn của công ty. Tôi hi vọng kết quả của đề tài sẽ là tài liệu tham khảo tốt cho CTCP ô tô Thành Công, Ninh Bình trong công tác xây dựng hệ thống xử lý nƣớc thải. CHƢƠNG I TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Tình hình phát triển, công nghệ sơn tĩnh điện trên Thế giới và Việt Nam 1.
Công nghệ sơn tĩnh điện trên thế giới Công nghệ sơn tĩnh điện đƣợc phát minh bởi nhà khoa học Tiến sĩ Dr. Erwin Gemmer vào đầu thập niên 1950 nhƣng đến năm 1964 quy trình sơn tĩnh điện mới đƣợc ứng dụng thành công và đƣa vào thƣơng mại hóa. Cùng với sự phát triển của thời đại nhiều loại sơn và thiết bị phun sơn khác nhau đã đƣợc cải tiến và sản xuất giúp cho công nghệ sơn tĩnh điện ngày càng phát triển đa dạng và phong phú. Sơn tĩnh điện là công nghệ không chỉ cho ta những ƣu điểm về kinh tế mà còn đáp ứng đƣợc về vấn đề môi trƣờng cho hiện tại và tƣơng lai vì tính chất bảo vệ môi trƣờng của nó.
Do đó về vấn đề ô nhiễm môi trƣờng trong không khí và trong nƣớc hoàn toàn khác so với sơn nƣớc truyền thống. Vậy sơn tĩnh điện là gì? Sơn tĩnh điện thƣờng đƣợc chia làm hai loại là sơn kiểu khô và sơn kiểu ƣớt. Với nguyên lý phủ sơn bằng hợp chất hữu cơ (organic Polymer) dạng bột đƣợc gia nhiệt và phủ lên bề mặt kim loại. Khi sử dụng, bột sơn sẽ đƣợc tích một điện tích dƣơng (+) khi đi qua một thiết bị đƣợc gọi là súng sơn tĩnh điện, đồng thời vật sơn cũng sẽ đƣợc tích một điện tích âm (-) nhờ tác động lực đẩy của khí nén và lực hút của các ion trái dấu tạo ra hiệu ứng bám dính giữa bột sơn và vật sơn.
Một số mốc quan trọng đánh dấu sự phát triển của ngành sơn tĩnh điện: Những năm 1966 – 1973 bốn loại hóa học khởi điểm- Epoxy, Hybrid, Polyurethane, và TGIC - đƣợc giới thiệu trên thị trƣờng. Một vài loại Melamine và Acrylic vẫn chƣa thành công. Đến đầu thập niên 1980 bột sơn phát triển nhanh và đƣợc sử dụng rộng rãi ở Bắc Mỹ và Nhật Bản. Giữa thập niên 1980 bột sơn phát triển nhanh và đƣợc sử dụng rộng rãi ở Viễn Đông (thềm Lục Địa Thái Bình Dƣơng).
Giai đoạn 1985 – 1993 những loại bột sơn mới đƣợc giới thiệu trên thị trƣờng. Có đủ loại Acrylic và hỗn hợp của những loại bột sơn đƣợc tung ra phục vụ cho nhu cầu của thị trƣờng. Công nghệ sơn tĩnh điện đƣợc chia thành 2 loại Công nghệ sơn tĩnh điện khô (sơn bột) ứng dụng để sơn các sản phẩm bằng kim loại: Sắt, thép, nhôm, inox. và công nghệ sơn tĩnh điện ƣớt (sử dụng dung môi) ứng dụng để sơn các sản phẩm bằng kim loại, nhựa, gỗ,.
Mỗi công nghệ có những ƣu nhƣợc điểm khác nhau. Đối với công nghệ sơn tĩnh điện ƣớt thì có khả năng sơn đƣợc trên nhiều loại vật liệu hơn, nhƣng lƣợng dung môi không bám vào vật sơn sẽ không thu hồi đƣợc để tái sử dụng, gây ô nhiễm môi trƣờng do lƣợng dung môi dƣ, chi phí sơn cao. Đối với công nghệ sơn khô chỉ sơn đƣợc các loại vật liệu bằng kim loại, nhƣng bột sơn không bám vào vật sơn sẽ đƣợc thu hồi (trên 95%) để tái sử dụng, chi phí sơn thấp, ít gây ô nhiễm môi trƣờng. Về mặt kinh tế sơn đƣợc sử dụng triệt để, không cần sơn lót, có thể làm sạch dễ dàng những khu vực bị ảnh hƣởng khi phun sơn hay do phun sơn không đạt yêu cầu, tiết kiệm thời gian hoàn thành sản phẩm.
Bên cạnh đó quy trình sơn có thể đƣợc tự động hóa dễ dàng. Dễ dàng vệ sinh khi bột sơn bám lên ngƣời thực hiện thao tác hoặc các thiết bị khác mà không cần sử dụng bất cứ dung môi nào nhƣ đối với sơn nƣớc. Tuổi thọ trung bình lâu dài hơn, độ bóng cao hơn, không bị ăn mòn bởi hóa chất. Đa dạng về màu sắc và có độ chính xác về màu cao.
Chính vì những lợi ích mang lại mà sơn tĩnh điện đƣợc áp dụng rộng rãi trong rất nhiều ngành công nghiệp nhƣ công nghiệp hàng hải, hàng không, công nghiệp chế tạo xe hơi và xe gắn máy,… đến các lĩnh vực nhƣ sơn trang trí, xây dựng công nghiệp, xây dựng dân dựng… 1. Công nghệ sơn tĩnh điện ở Việt nam Khoảng giữa thập niên 90 của thế kỉ XX, các nƣớc trên thế giới đã dần thay thế sơn dung dịch bằng sơn bột. Bƣớc chuyển đổi này không chỉ có ý nghĩa về mặt kinh tế mà còn góp phần quan trọng trong bảo vệ môi trƣờng nƣớc bởi trong sơn dung dịch, lƣợng dung môi chiếm khoảng 40-50% sẽ thoát ra không khí, gây ô nhiễm môi trƣờng. Ở Việt Nam trong mấy năm đầu của thế kỉ XXI, nhu cầu sử dụng sơn bột cũng đã tăng lên rất mạnh trong các ngành công nghiệp sản xuất ô-tô, xe máy để sơn các chi tiết máy, trong kết cấu xây dựng dân dụng và công nghiệp.
Tuy nhiên, lƣợng sơn bột này trong nƣớc chƣa sản xuất đƣợc mà phải nhập khẩu. Thị trƣờng sơn Việt Nam dần xuất hiện nhiều loại thƣơng hiệu sơn bột: Dupont, ICI, Jotun. phục vụ nhu cầu tiêu dùng trong nƣớc. Trƣớc những thách thức và nhu cầu sơn bột, sự thành công trong nghiên cứu công nghệ sản xuất sơn bột tĩnh điện đã mở ra khả năng ứng dụng sản xuất sơn bột tĩnh điện thƣơng hiệu Việt Nam.
Nhờ bƣớc chuyển mình mạnh mẽ trong ngành sản xuất sơn hiện nay mà công nghệ sơn tĩnh điện đƣợc ứng dụng rộng rãi trong rất nhiều ngành công nghiệp nhƣ: công nghiệp hàng hải, công nghiệp hàng không, công nghiệp chế tạo xe hơi và xe gắn máy,… đến các lĩnh vực nhƣ sơn trang trí, xây dựng công nghiệp, xây dựng dân dụng,… Năm 2006 là một năm đánh dấu bƣớc ngoặt quan trọng của ngành sơn Việt Nam khi lần đầu tiên các nhà khoa học Viện hóa học (Viện Hàn Lâm khoa học Việt Nam) đã nghiên cứu, chế tạo và ứng dụng thành công công nghệ sản xuất sơn bột tĩnh điện. Sự thành công này đã mở ra hƣớng sản xuất sơn bột tĩnh điện đáp ứng nhu cầu trong nƣớc, hạn chế nhập khẩu, bảo vệ môi trƣờng. Các công nghệ sơn tĩnh điện Quy trình sơn tĩnh điện truyền thống bao gồm các bƣớc xử lý bề mặt, làm khô, phun sơn và cuối cùng là sấy sản phẩm. Bƣớc 1: Xử lý bề mặt sản phẩm trƣớc khi sơn Sản phẩm trƣớc khi sơn tĩnh điện phải đƣợc xử lý bề mặt.
Thông thƣờng sản phẩm đƣợc sơn tĩnh điện là kim loại. Ta xét trên bề mặt sắt, việc xử lý bề mặt sản phẩm nhằm mang lại các yêu cầu nhƣ sản phẩm sạch dầu mỡ công nghiệp (do việc gia công cơ khí), sản phẩm sạch rỉ sét, sản phẩm không rỉ sét trở lại trong thời gian chƣa sơn, tạo lớp bao phủ tốt cho việc bám dính giữa lớp màng sơn và kim loại. Do các yêu cầu trên mà việc xử lý bề mặt kim loại trƣớc khi sơn thƣờng đƣợc xử lý theo phƣơng pháp nhúng sản phẩm vào các bể hóa chất. Hệ thống các bể hóa chất bao gồm bể chứa hóa chất tẩy dầu mỡ, bể rửa nƣớc (thứ nhất), bể chứa axit tẩy rỉ sét (thông thƣờng là H2SO4 hoặc HCl), bể rửa nƣớc (thứ hai), bể chứa hóa chất định hình bề mặt, bể chứa hóa chất Photphat hóa bề mặt, bể rửa nƣớc (bể thứ ba).
Các bể này đƣợc xây và phủ nhựa Composite hoặc làm bằng thép không rỉ.