(Luận văn) đánh giá hiện trạng nước thải nhà máy luyện kim màu thái nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NÔNG ĐỨC THẮNG lu an n va Tên đề tài: tn to ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG NƢỚC THẢI NHÀ MÁY p ie gh KẼM ĐIỆN PHÂN THÁI NGUYÊN w d oa nl KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC va an lu oi : Môi trƣờng z at nh : K43 - KHMT N02 : 2010 – 2014 z Khóa học : Khoa học Môi trƣờng m Lớp ll Chuyên ngành Khoa : Chính quy u nf Hệ đào tạo m co l gm @ an Lu Thái Nguyên, năm 2015 n va ac th si ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NÔNG ĐỨC THẮNG lu an n va Tên đề tài: tn to ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG NƢỚC THẢI NHÀ MÁY p ie gh KẼM ĐIỆN PHÂN THÁI NGUYÊN w d oa nl KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC va an lu oi : Môi trƣờng z at nh : K43 - KHMT N02 : 2010 – 2014 z Khóa học : Khoa học Mơi trƣờng m Lớp ll Chuyên ngành Khoa : Chính quy u nf Hệ đào tạo @ m co l gm Giảng viên hƣớng dẫn : ThS Hoàng Thị Lan Anh an Lu Thái Nguyên, năm 2015 n va ac th si LỜI CẢM ƠN Thời gian thực tập tốt nghiệp giai đoạn cần thiết sinh viên trường chuyên nghiệp, nhằm hệ thống lại tồn chương trình học, vận dụng lý thuyết vào thực tiễn Qua sinh viên trường hoàn thành kiến thức, lý luận, phương pháp làm việc, lực công tác, nhằm đáp ứng nhu cầu thực tiễn nghiên cứu khoa học Được đồng ý ban chủ nhiệm khoa Môi trường, em giới thiệu thực tập phịng thí nghiệm khoa Môi trường, khoa Môi trường, trường lu Đại học Nông lâm Thái Nguyên, với đề tài nghiên cứu:" Đánh giá trạng an Kết thúc thực tập, hoàn thành đề tài tốt nghiệp hồn thành khóa n va nước thải nhà máy Luyện kim màu Thái Nguyên" gh tn to học, em xin bày tỏ lịng biết ơn tới Thầy giáo, Cơ giáo p ie khoa Môi trường truyền đạt kiến thức kỹ cho em suốt thời w gian học tập rèn luyện trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên, em xin oa nl chân thành cảm ơn giáo làm việc phịng thí nghiêm khoa Mơi trường d cán phịng An tồn mơi trường - Nhà máy Kẽm điện phân Thái lu an Nguyên nhiệt tình giúp đỡ em suốt thời gian thực tập u nf va Đặc biệt em xin tỏ lịng biết ơn tới Cơ giáo ThS Hồng Thị Lan Anh ll nhiệt tình bảo, hướng dẫn em hoàn thành đề tài tốt nghiệp Em m oi mong nhận đóng góp thầy giáo để khóa luận em Em xin chân thành cảm ơn! z at nh hoàn chỉnh z gm @ Thái Nguyên, ngày 10 tháng năm 2015 m co l Sinh viên an Lu n va ac th si Nông Đức Thắng DANH MỤC BẢNG Bảng 4.1 Nguồn nguyên liệu cấp cho Nhà máy Kẽm điện phân Thái Nguyên để đảm bảo công suất 15.000 kẽm thỏi /năm 19 Bảng4.2 Thành phần hoá học tinh quặng kẽm sulfua (%) 20 Bảng 4.3 Thành phần hố học bột ơxit kẽm (%) 20 Bảng 4.4 Thành phần kẽm thỏi 36 Bảng 4.5 Các hạng mục cơng trình thiết bị hệ thống xử lý nước cải tạo 40 lu an Bảng 4.6 kết phân tích mẫu nước thải nhà máy đầu vào tiêu vật lý, n va hóa học 41 tn to Bảng 4.7 kết phân tích mẫu nước thải nhà máy đầu vào tiêu kim gh loại nặng 42 p ie Bảng 4.8 Kết phân tích mẫu nước thải nhà máy đầu tiêu vật lý, hóa w học 43 oa nl Bảng 4.9 kết phân tích mẫu nước thải nhà máy đầu tiêu kim loại d nặng 44 ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si DANH MỤC HÌNH Hình 4.1 Lưu trình cơng nghệ thiêu lớp sơi tinh quặng kẽm sulfua 23 Hình 4.2 Sơ đồ hòa tách kẽm oxit thiêu 25 Hình 4.3 Sơ đồ cơng nghệ hịa tách tinh quặng kẽm sulfua thiêu 27 Hình 4.4 Sơ đồ cơng nghệ làm dung dịch 29 Hình 4.5 Sơ đồ cơng nghệ điện phân 31 Hình 4.6 Sơ đồ cơng nghệ nấu đúc 32 Hình 4.7 Sơ đồ sản xuất axit sunfuric .33 Hình 4.8 Sản phẩm Axít sunfuaric (H2SO4) 36 lu Hình 4.9 Hình dạng kích thước thỏi kẽm qui định [1] 37 an Hình 4.10 Thỏi kẽm thành phẩm .37 va n Hình 4.11 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải nhà máy [1] 38 tn to Hình 4.12 Biểu đồ so sánh tiêu vật lý hóa học nước thải trước qua gh xử lý với QCVN 40:2011/BTNMT ( Cột B) .41 p ie Hình 4.13 Biểu đồ so sánh tiêu kim loại nặng với QCVN 40:2011/BTNMT ( Cột B) trước qua hệ thống xử lý 42 nl w Hình 4.14 Biểu đồ so sánh tiêu vật lý hóa học với QCVN oa 40:2011/BTNMT ( Cột B) nước thải sau qua xử lý 43 d Hình 4.15 Biểu đồ so sánh kim loại nặng với QCVN 40:2011/BTNMT .44 lu an Hình 4.16 Biểu đồ so sánh kết phân tích mẫu nước thải nhà máy luyện kim u nf va màu Thái Nguyên trước sau qua hệ thống xử lý nước với quy chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B) 45 ll z at nh defined oi m Hình 4.17 Cổng vào nhà máy Kẽm điện phân Thái Nguyên Error! Bookmark not Hình 4.18 Phân xưởng Hịa tách làm Error! Bookmark not defined z Hình 4.19 Sơ đồ lưu trình cơng nghệ hịa tách kẽm xít thiêu Error! Bookmark gm @ not defined Hình 4.20 Sơ đồ lưu trình cơng nghệ điện phân Error! Bookmark not defined l Hình 4.21 Sơ đồ cơng nghệ nấu đúc kẽm Error! Bookmark not defined m co Hình 4.22 Các cơng nhân nhà máy bóc tách kẽm để đưa đúc thỏi an Lu Error! Bookmark not defined Hình 4.23 Sơ đồ lưu trình cơng nghệ nấu đúc kẽm Error! Bookmark not defined n va ac th si Hình 4.24 Lò cảm ứng tần số để nấu chảy kẽm Error! Bookmark not defined Hình 4.25 Nước thải từ cơng đoạn làm bao bì Error! Bookmark not defined Hình 4.26 Lấy mẫu nước thải bể tập kết nước thải từ nhà xưởng Error! Bookmark not defined Hình 4.27 Hệ thống hịa trộn vơi Error! Bookmark not defined Hình 4.28 Bể chứa nước thải sau xử lý nhà máy Error! Bookmark not defined DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Ban giám hiệu BOD (Biochemical oxygen Demand - nhu cầu oxy sinh hoá) lượng oxy cần thiết để vi sinh vật oxy hoá chất hữu theo phản ứng BGH BOD lu an n va p ie gh tn to Bộ Tài Nguyên Môi Trường Bảo vệ môi trường Là lượng oxy hoà tan nước cần thiết cho hô hấp sinh vật nước CHXHCNVN Cộng hịa xã hội chủ nghĩa Việt Nam CNH-HĐH Cơng nghiệp hóa - Hiện đại hóa COD (Chemical Oxygen Demand - nhu cầu oxy hóa học) lượng oxy cần thiết để oxy hoá hợp chất hoá học nước bao gồm vô hữu BTNMT BVMT DO oa nl w ll u nf va oi m z at nh z an Lu n va Thông tư Hàm lượng chất rắn lơ lửng Thành phố Hồ CHí Minh m co l gm @ TT TSS TP HCM an QCVN QĐ-BTNMT QH TCVN TKV lu ĐH KLN NĐ-CP pH Là lượng oxy hoà tan nước cần thiết cho hô hấp sinh vật nước Đại học Kim loại nặng Nghị định - Chính phủ pH số đo độ hoạt động (hoạt độ) ion hiđrô (H+) dung dịch độ axít hay bazơ Quy chuẩn Việt Nam Quyết định - Bộ tài nguyên môi trường Quốc hội Tiêu chuẩn Việt Nam Tập đồn cơng nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam (tên tiếng Anh: Vietnam National Coal - Mineral Industries GroupVinacomin) d DO ac th si Ủy ban nhân dân Vi sinh vật UBND VSV Khu công nghiệp SMEWW chữ viết tắt cụm từ tiếng Anh Standard Methods for the Examination of Water and Waste Water có nghĩa Các phương pháp chuẩn xét nghiệm nước nước thải KCN SMEWW MỤC LỤC PHẦN 1: MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu yêu cầu đề tài lu an 1.2.1.Mục tiêu đề tài n va 1.2.2 Yêu cầu đề tài tn to 1.3 Ý nghĩa đề tài ie gh PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU p 2.1 Cơ sở khoa học nl w 2.1.1 Một số khái niệm môi trường oa 2.1.2 Cơ sở pháp lý d 2.2 Tổng quan nước thải giới, Việt Nam tỉnh Thái Nguyên lu va an 2.2.1 Hiện trạng nước thải giới u nf 2.2.2 Hiện trạng nước thải Việt Nam ll 2.2.3 Tổng quan nước thải thành phố Thái Nguyên m oi 2.3 Một số công nghệ giới việt nam xử lý nước thải 10 z at nh 2.3.1 Trên giới 10 z 2.3.2 Tại Việt Nam 12 @ gm PHẦN 3: ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN l CỨU 16 m co 3.1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 16 an Lu 3.1.1.Đối tượng nghiên cứu 16 3.1.2.Phạm vi nghiên cứu 16 n va ac th si 3.2 Địa điểm thời gian tiến hành 16 3.3 Nội dung nghiên cứu 16 3.4 Các tiêu theo dõi 16 3.5 Phương pháp nghiên cứu 16 3.5.1 Phương pháp thu thập số liệu 16 3.5.2 Phương pháp kế thừa 17 3.5.3 Phương pháp so sánh 17 3.5.4 Phương pháp lấy mẫu bảo quản mẫu nước thải 17 3.5.5 Phương pháp phân tích phịng thí nghiệm 17 lu an 3.5.6 Phương pháp khảo sát thực địa 18 n va PHẦN 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 19 4.1.1 Nguyên liệu đầu vào 19 gh tn to 4.1 Quy trình sản xuất Nhà máy Kẽm điện phân Thái Nguyên 19 p ie 4.1.2 Công nghệ sản xuất 20 w 4.1.3 Sản phẩm đầu 36 oa nl 4.3 Hiện trạng nước thải nhà máy 41 d 4.3.1 Hiện trạng nước thải nhà máy Kẽm điện phân Thái Nguyên lu va an chưa qua hệ thống xử lý 41 u nf 4.3.2 Hiện trạng nước thải nhà máy Kẽm điện phân sau qua hệ thống xử ll lý 43 m oi PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 47 z at nh 5.1 Kết luận 47 z 5.2 Kiến nghị 47 m co l gm @ TÀI LIỆU THAM KHẢO 49 an Lu n va ac th si lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Việt Nam đường phát triển tiến, bước vào thời kì cơng nghiệp hóa - đại hóa nhằm phát triển kinh tế - xã hội cho dất nước Sự phát triển cơng nghiệp hóa - đại hóa diễn mạnh mẽ, mang lại nhiều lợi ích cho kinh tế nâng cao đời sống cho người dân Tuy nhiên ngồi lợi ích mà kinh tế- xã hội đạt tình trạng nhiễm mơi trường mặt trái hoạt động gây mức báo động Môi lu an trường nói chung mơi trường nước nói riêng bị ô nhiễm trầm trọng, đe n va dọa tới sức khỏe sống người dân nhiều địa phương tn to Thái Nguyên tỉnh trung du miền núi phía Bắc có tiềm phát gh triển kinh tế mạnh mẽ, việc hình thành phát triển khu công p ie nghiệp, cụm công nghiệp trở thành mạnh kinh tế khu vực w phía Bắc như: khu cơng nghiệp Sông Công, cụm công nghiệp Điềm Thụy, khu oa nl công nghiệp Lưu Xá – Gang Thép Thái Nguyên,… Nhưng đời hoạt d động nhiều nhà máy, xí nghiệp khu vực làm cho mơi trường ngày lu va an trở nên xấu nhiều vùng bị ô nhiễm trầm trọng( Trung tâm xúc tiến u nf đầu tư tỉnh Thái Nguyên, 2010) [7] ll Nhà máy Kẽm điện phân Thái Nguyên thành viên công ty Kim loại m oi màu Thái Ngun thuộc Tổng cơng ty Khống sản - TKV, Tập đồn Cơng z at nh nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam thành lập ngày 20/3/2006 theo z Quyết định thành lập số 299/QĐ – TCLĐ ngày 20/3/2006 hội đồng quản gm @ trị Tổng công ty Khoáng sản -TKV Chuyên sản xuất sản phẩm kẽm kim m co sản phẩm chủ yếu kẽm thỏi l loại; a xít Sulphuaric, nguyên tố cộng sinh, đồng, cadimi xốp, chì Nhưng an Lu Nhà máy thành lập, giải vấn đề cấp bách hạn chế lãng phí tài nguyên, tận thu nguồn nguyên liệu bị bỏ phí, tạo việc làm n va ac th si 36 4.1.3 Sản phẩm đầu - Axít sunfuaric (H2SO4): Hàm lượng H2SO4 ≥ 97% lu an n va to ie gh tn Hình 4.8 Sản phẩm Axít sunfuaric (H2SO4) p - Kẽm thỏi 99,95 Zn nl w oa a Yêu cầu kỹ thuật: d - Kẽm thỏi sản xuất theo mác với thành phần tương u nf va an lu ứng bảng: ll Bảng 4.4 Thành phần kẽm thỏi oi m Zn.01 Zn.02 Hàm lượng tạp chất không lớn (%) Cd Fe Cu Tạp khác Σ tạp 99,99 0,005 0,001 0,002 0,001 0,001 0,010 99,95 0,027 0,010 0,010 0,001 0,050 gm @ Pb z % Zn ≥ z at nh Mác kẽm 0,002 l m co - Tất mác kẽm sản xuất theo dạng thỏi, khối lượng thỏi an Lu 23 ± 1kg Hình dạng kích thước thỏi kẽm qui định theo hình vẽ n va ac th si 37 - Bề mặt nhẵn, sạch, không bị xy hóa, khơng có ba via, khơng phân lớp khơng rộp, rỗ lu Hình 4.9 Hình dạng kích thước thỏi kẽm qui định b Đóng kiện 40 thỏi/kiện có giá gỗ, đai thép an kiện dán tem có kích thức 82x54 mm n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z Hình 4.10 Thỏi kẽm thành phẩm m co l gm @ an Lu n va ac th si 38 4.2 Công nghệ xử lý nƣớc nhà máy Nước thải Hệ thống xử lý nước thải sữa vôi B N Bể chứa trung gian số i rỉ Hoá chất: NaOH, H2SO4, Poly alumilum cloride (PAC), Polyme (A101) Bể phản ứng lu an Bể lắng Máy ép bùn va n h n Bể chứa trung gian gh tn to Đưa cơng đoạn lị quay Bể lọc cát p ie oa nl w Bể chứa trung gian d Nước sau xử lý đạt chuẩn an lu N u nf va Hình 4.11 Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước thải nhà máy ll - Hoá chất sử dụng: Căn 4: vào đặc tính nước thải nhà máy, hoá m oi chất sử dụng gồm: NaOH (Ca(OH)2), PAC, Polime (A101) Các phản (B z at nh ứng hoá học xảy Zn+2 + OH- = Zn(OH)2 m co Pb+2 + OH- = Pb(OH)2 l gm @ Ni+2 + OH- = Ni(OH)2 z Cu+2 + OH- = Cu(OH)2 Fe3+ + 3H2O = Fe(OH)3 + 3H+ an Lu 4Fe+2 + O2 + 2H2O = 4Fe+3 + 4OH- n va ac th si 39 - Lượng bùn thải tính tốn bể chứa bùn: Lượng bùn thải phát sinh có mặt chất rắn lơ lửng (SS) nước thải; hydroxit kim loại nặng kết tủa, keo tụ q trình tạo bơng phèn nhơm (PAC) Với thơng số đầu vào nước thải lượng bùn thải phát sinh 0,4 – 0,5 m3/ngày, hàm lượng chất khô khoảng 15 – 20% Như vậy, để chứa bùn thời gian 15 ngày thể tích hữu dụng bể bùn tối thiểu 15m3; cần thiết có ngăn bùn để hoạt động luân phiên Vậy tổng thể tích hữu dụng là: 15m3 x ngăn = 30m3 Thể tích thực bể chứa bùn có hệ số 1,12 (tránh bùn trào ngoài) 30m3 x 1,12 = lu 33,6m3 Kích thước lựa chọn ngăn sau: L x W x H = 8000mm x an n va 3500mm x 1200mm tn to Khi ngăn thứ đầy ngăn thứ chứa 60 ngày, theo gh thực tế thí nghiệm hàm lượng chất khô khoảng 60 – 65% thời gian p ie lượng bùn từ độ ẩm giảm xuống