Xử lý nước thải nhiễm dầu pdf

Một trong những nghành công nghiệp mũi nhọn của nước ta đó là công nghiệp dầu khí hàng năm cũng phát thải ra một lượng lớn chất thải độc hại như nước thải nhiễm dầu hay các loại khí độc

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN

LỜI GIỚI THIỆU

Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển của nền công ghiệp nước ta, tình hình ô nhiễm môi trường cũng gia tăng đến mức báo động Do đặc thù của nền công nghiệp mới phát triển, chưa có sự quy hoạch tổng thể và nhiều nguyên nhân khác nhau như: điều kiện kinh tế của nhiều xí nghiệp còn khó khăn, hoặc do chi phí xử lý ảnh hưởng đến lợi nhuận nên hầu như chất thải công nghiệp của nhiều nhà máy chưa được xử lý mà thải thẳng ra môi trường Điều đó dẫn tới sự ô nhiễm trầm trọng của môi trường sống, ảnh hưởng đến sự phát triển toàn diện của đất nước, sức khỏe, đời sống của nhân dân cũng như vẻ

mỹ quan của khu vực Một trong những nghành công nghiệp mũi nhọn của nước ta đó là công nghiệp dầu khí hàng năm cũng phát thải ra một lượng lớn chất thải độc hại như nước thải nhiễm dầu hay các loại khí độc hại : NOx , SOx… Trong đó, ô nhiễm nguồn nước là một trong những thực trạng đáng ngại nhất của sự hủy hoại môi trường tự nhiên do nền văn minh đương thời.Ở Việt Nam, dầu khí đã được phát hiện vào ngày 26/6/1986, tấn dầu đầu tiên đã khai thác được từ mỏ dầu Bạch Hổ Tiếp theo nhiều mỏ dầu khí ở thềm lục địa phía Nam, đã đi vào khai thác như mỏ Đại Hùng, mỏ Rồng, mỏ Rạng Đông, các mỏ khí như Lan Tây Lan Đỏ

Nhà nước ta bắt đầu tiến hành xây dựng nhà máy chế biến dầu đầu tiên với công suất 6 triệu tấn năm Đồng thời hàng loạt các dự án về sử dụng và chế biến khí đồng hành, cũng như chuẩn bị xây dựng nhà máy chế biến dầu thứ hai đang được phê duyệt Như vậy ngành công nghiệp chế biến dầu khí nước ta đang bước vào thời kỳ mới, thời kỳ mà cả nước ta đang thực hiện mục tiêu công nghiệp hóa, hiện đại hóa.Chắc chắn sự đóng góp của ngành dầu khí trong công cuộc công nghiệp hóa đất nước sẽ rất có ý nghĩa, góp phần xây dựng đất nước để sau vài thập niên tới có thể sánh ngang các nước tiên tiến trong khu

Cùng với sự phát triển của ngành chế biến dầu, một trong những vấn đề được mọi người rất quan tâm hiện nay, đó là tình trạng ô nhiễm môi trường của các chất thải có nhiễm dầu Các hiện tượng tràn dầu, rò rỉ khí dầu gây nên tình trạng ô nhiễm nghiêm trọng cho môi trường, như làm hủy hoại hệ sinh thái động thực vật, và gây ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống của con người Vì vậy với mục tiêu góp phần bảo vệ môi trường, ngoài việc tránh các hiện tượng rò rỉ khí dầu ra bên ngoài thì việc xử lý nước thải nhiễm dầu đang là một mối quan tâm lớn của nhiều quốc gia, nhiều tổ chức xã hội và chính bản thân mỗi cộng đồng dân cư Trong tiểu luận “ Xử lí nước thải nhiễm dầu “ ,với phạm vi nghiên cứu nhỏ bé,chúng em trình bày khái quát về nguyên nhân, tác hại của nước thải nhiễm dầu và một số phương pháp áp dụng để xử lí chúng Do kiến thức còn hạn chế cũng như thiếu kinh nghiệm trình bày, diễn thuyết nên khó tránh khỏi những sai sót, em rất mong được sự hướng dẫn và đóng góp của cô Trương Thanh Tâm và các bạn

SV thực hiện

1 CÁC NGUỒN PHÁT SINH HAY NGUYÊN NHÂN CỦA NƯỚC THẢI NHIỄM DẦU:

Theo khảo sát, nguồn ô nhiễm dầu thải chủ yếu phát sinh từ các sự cố tràn dầu trên biển, rò rỉ tại các kho xăng dầu, nhà máy ô tô và gia công cơ khí

Tràn dầu là một trong những sự cố môi trường trên biển thường xảy ra trong các hoạt động dầu khí và hàng hải Đối với những nước có cơ sở hạ tầng hàng hải còn lạc hậu như nước ta, các sự cố do tai nạn hàng hải thường hay gặp phải và ô nhiễm thường là do dầu nhiên liệu hoặc dầu thành phẩm tràn ra từ các tai nạn đâm va, chìm tàu

Từ năm 1987 đến nay, đã có trên 100 vụ tràn dầu được ghi nhận ở vùng biển Việt Nam, trong đó gần 50% là dầu tràn không rõ nguồn gốc Chúng thường xảy ra vào tháng 3-4 hàng năm ở miền Trung và tháng 5-6 ở miền Bắc Với những vụ tràn dầu lớn không rõ nguồn gốc, có diện phát tán rộng liên tỉnh thì năng lực ứng cứu sự cố tràn dầu thông thường không đáp ứng được

Tại vùng biển của Việt Nam chúng ta, mỗi ngày có hàng trăm ngàn tàu thuyền loại vừa và nhỏ xả một lượng lớn nước đáy tàu nhiễm dầu ra môi trường không hề qua xử lý Các sự cố tràn dầu trên biển luôn thu hút sự chú ý của các cơ quan quản lý và truyền thông Tuy nhiên, nếu thống kê hàng năm chúng ta có thể nhận thấy, lượng dầu thoát ra môi trường từ các sự cố tràn dầu lại nhỏ hơn nhiều so với tổng lượng dầu thải ra từ hàng trăm ngàn tàu thuyền vừa và nhỏ Thực trạng này đang gây tổn thất kinh tế lớn cho các vùng nuôi trồng thủy sản cũng như ảnh hưởng lâu dài tới hệ sinh thái và đa dạng sinh học biển, ảnh hưởng tiêu cực đến sự phát triển bền vững biển Việt Nam

Hoạt động kinh doanh của các kho xăng dầu thường bao gồm các công đoạn: nhập khẩu, tồn trữ trong kho xăng dầu, vận chuyển, phân phối tới người tiêu dùng thông qua mạng lưới cửa hàng xăng dầu Với đặc thù như vậy, hoạt động kinh doanh xăng dầu khác biệt với các ngành công nghiệp khác, đó là không sử dụng nước làm nguyên liệu đầu vào cho quá trình sản xuất kinh doanh, vì vậy xét về nguyên tắc thì sẽ không có nước thải phát sinh trong hoạt động kinh doanh xăng dầu

Tuy nhiên, thực tế trong quá trình vận hành khai thác các công trình xăng dầu (kho, cửa hàng) có phát sinh nước thải nhiễm dầu cần phải xử lý do những nguyên nhân sau:

- Xúc rửa bể chứa định kỳ tại các kho xăng dầu nhằm đảm bảo chất lượng nhiên liệu

- Xả nước đáy bể sau khi kết thúc quá trình nhập tầu vào bể chứa trong kho

- Sử dụng nước sạch để vệ sinh công nghiệp định kỳ và sau khi kết thúc sửa chữa công nghệ, thiết bị trong kho xăng dầu

- Nước mưa rơi trên khu vực nền bãi có khả năng nhiễm dầu tại kho và CHXD

Trên cơ sở phân tích nguồn và nguyên nhân phát sinh cho thấy khối lượng trong hoạt động kinh doanh xăng dầu không thường xuyên và đều đặn, phụ thuộc vào các quy định liên quan tới xúc rửa bể chứa, tần xuất nhập hàng,

vệ sinh công nghiệp các thông số ô nhiễm đặc trưng trong nước thải tại các kho xăng dầu gồm: COD, chất rắn lơ lửng, dầu mỡ khoáng

Theo tiêu chuẩn TCVN 5307:2002 Kho dầu mỏ và sản phẩm dầu mỏ - Yêu cầu thiết kế và trên thực tế, các kho xăng dầu đều có hai hệ thống rãnh thoát nước thải, trong đó:

- Hệ thống thoát nước quy ước sạch: nước sinh hoạt, nước mưa rơi trên các khu vực nền bãi không liên quan đến việc tồn chứa, xuất nhập, bơm rót xăng dầu và không có nguy cơ nhiễm bẩn xăng dầu Hệ thống thoát nước quy ước sạch được phép xả thẳng ra môi trường bên ngoài

- Hệ thống thoát nước thải nhiễm dầu là hệ thống thoát nước cho các nguồn sau: nước rửa nền nhà xuất nhập, nước thải của nhà hóa nghiệm, nước

xả đáy và xúc rửa bể, nước mưa rơi trên khu vực nền bãi có nguy cơ nhiễm bẩn xăng dầu Hệ thống này thường được dẫn đến bể lắng gạn dầu trước khi đưa vào hệ thống xử lý nước thải Các công đoạn phát sinh nước thải nhiễm dầu cần được xem xét là:

1 Xúc rửa bể chứa: Bể chứa thường được xúc rửa khi đưa bể mới vào

chứa xăng dầu; hoặc thay đổi chủng loại mặt hàng chứa trong bể; hoặc trước khi đưa bể vào sửa chữa, bảo dưỡng; hoặc xúc rửa định kỳ theo quy định để đảm bảo chất lượng hàng hoá Lượng nước thải sẽ tùy thuộc vào dung tích từng bể, loại hàng tồn chứa và phương pháp xúc rửa Nước thải loại này thường có hàm lượng dầu cao và phát sinh bùn cặn dầu (Chất thải nguy hại - CTNH)

2 Xả nước đáy bể khi xuất nhập: Các trường hợp cần xả nước đáy bể là

khi nước lẫn hàng bơm từ tàu vào bể; hoặc tùy theo đặc điểm công nghệ và quy định giao nhận của từng kho, sẽ phải bơm nước đẩy hết hàng trong đường ống vào bể để đo tính

Trường hợp nước lẫn hàng bơm từ tàu vào bể thì nước thải loại này thường có

số lượng ít; Trường hợp đuổi nước trong ống thì lượng nước thải sẽ tùy thuộc kích thước, độ dài đường ống xuất nhập Về đặc tính nước thải: nước xả đáy luôn bao gồm xả cặn lắng đáy bể, do đó phát sinh CTNH, tuy nhiên hàm lượng dầu trong nước thải loại này thường thấp

3 Nước vệ sinh công nghiệp lẫn dầu: phát sinh trong quá trình vệ sinh

nền bến xuất; bãi van; nước vệ sinh thiết bị và các phương tiện; nước rửa nền bãi tại cửa hàng xăng dầu Lượng nước thải tùy thuộc diện tích, lượng chất thải phát sinh tại các vị trí nêu trên

4 Nước mưa lẫn dầu: Lượng nước mưa lẫn dầu cần xử lý được dự báo

căn cứ vào số liệu khí tượng thủy văn của từng khu vực Nước mưa lẫn dầu chỉ phát sinh tại những vị trí dò rỉ, rơi vãi xăng dầu, như vị trí xả đáy hở trong khu

bể, trong trường hợp sau khi xúc rửa bể, tách nước đáy bể mà không vệ sinh kịp thời; bến xuất bị tràn vãi xăng dầu, bãi van bị rò rỉ mà không sửa chữa, vệ sinh kịp thời; mặt cầu cảng

Gần đây, một vấn đề đặt ra là việc quản lý tại các trạm xăng dầu khu vực dân cư chưa triệt để, khiến lượng dầu thải và chất thải nhiễm dầu lẫn qua đường cống thoát nước tại các đô thị đổ ra các sông ngòi, kênh rạch gây ô nhiễm Ước tính số lượng nguồn thải từ các khu dân cứ có thể lên tới 1,4 – 1,5 triệu m3/ngày

Một vấn đề cũng được đặt ra đối với nhiều thành phố lớn hiện nay là ô nhiễm dầu thải từ các phương tiện giao thông cơ giới Riêng tại TP Hồ Chí Minh hiện có khoảng 4 triệu phương tiện xe cơ giới, trong đó có 2,5 triệu xe máy các loại Ước tính tổng lượng dầu thải của các phương tiện đường bộ lên tới 37.000 lít/ngày Ngoài ra theo số liệu báo cáo của các công ty tái chế dầu, lượng dầu thải có thể nhập về trong ngày lên tới 90 – 150 tấn/ngày từ các nguồn thải của các tàu chở dầu, bồn chứa xăng dầu và các trạm biến thế,

Trước những nguy cơ ô nhiễm môi trường do dầu thải, TP Hồ Chí Minh thời gian qua triển khai liên kết với nhiều đơn vị xử lý, tái chế dầu thải quốc tế, đồng thời đầu tư công nghệ cho các nhà máy xử lý chất thải độc hại Tính đến nay, TP Hồ Chí Minh đã có 3 – 5 nhà máy tái chế dầu thải có công suất bình quân 40 – 50 tấn/ngày với công nghệ chưng cất và lọc Tuy nhiên, thực chất chỉ có khoảng 2 công ty thực hiện theo cam kết Các cơ sở còn lại hoạt động trong các khu dân cư không có giấy phép chưa thể thống kê được Ngoài ra, tất cả các thiết bị chưng cất đều chế tạo thô sơ, công suất lớn nhưng chất lượng sản phẩm kém

Về quản lý Nhà nước, hiện các cơ sở sản xuất phát sinh dầu thải và các nhà máy tái chế, xử lý chất thải nhiễm dầu được quản lý bằng hệ thống Chứng

từ quản lý chất thải và phải báo cáo định kỳ 2 năm một lần với số lần kiểm tra tương ứng Tuy nhiên, hiện số lượng cán bộ và trang thiết bị kiểm tra rất hạn chế, việc quản lý các cơ sở sản xuất “chui” là rất khó khăn khi các cơ sở này di chuyển liên tục

Ô nhiễm dầu thải, đặc biệt là những phát sinh từ khu vực dân cư đang là những vấn đề đau đầu tại nhiều đô thị lớn tại nước ta

Một số hình ảnh về nước thải nhiễm dầu:

Dầu loang từ một giàn khoan

Cá chết do nước thải nhiễm dầu

Cá chết do ô nhiễm dầu vùng ven biển

Dầu máy thải chảy lênh láng không được xử lý

2 CÁC TÁC ĐỘNG ĐỐI VỚI MÔI TRƯỜNG NƯỚC KHI XẢ NƯỚC THẢI NHIỄM DẦU VÀO MÔI TRƯỜNG :

- Một phần các sản phẩm dầu lắng xuống và phân hủy ở tầng đáy nguồn nước làm ô nhiễm nước bởi các sản phẩm phân giải hòa tan, một phần khác lại nổi lên trên mặt nước cùng với các bọt khí tách ra từ đáy nguồn nước Cặn chứa dầu tích lũy ở đáy sông, hồ là nguồn gây ô nhiễm cố định đối với sông

đó, gây độc hại cho hệ sinh vật đáy - thức ăn của cá

- Khi nguồn nước bị ô nhiễm dầu, các sản phẩm dầu hòa tan và phân giải làm giảm khả năng sự làm sạch của nguồn nước, bởi các sinh vật phiêu sinh, sinh vật đáy tham gia vào các quá trình đó bị chết đi hoặc giảm về số lượng hoặc tham gia yếu ớt

- Khi nước thải nhiễm dầu xả vào nguồn nước, lượng dự trữ oxy hòa tan trong nước nguồn sẽ giảm đi do oxy được tiêu thụ cho quá trình oxy hóa các sản phẩm dầu, làm cản trở quá trình làm thoáng mặt nước

- Khi hàm lượng dầu trong nước cao hơn 0,2 mg/l, nước có mùi hôi không dùng được cho các mục đích sinh hoạt (tiêu chuẩn Việt Nam quy định trong nguồn nước mặt dùng để cấp nước không có dầu)

- Ô nhiễm dầu giàu lưu huỳnh còn có thể gây chết cá nếu hàm lượng Na2S trong nước đạt đến 3 : 4 mg/l Một số loài cá nhạy cảm có thể bị chết khi hàm lượng Na2S nhỏ hơn 1 mg/l

- Ngoài ra, dầu trong nước còn có khả năng chuyển hóa thành các hoá chất độc loại khác đối với con người và thủy sinh như phenol, các dẫn xuất clo của phenol Tiêu chuẩn phenol cho nguồn cấp nước sinh hoạt là 0.001 mg/l, ngưỡng chịu đựng của cá là 10 - 4 mg/L

Kinh nghiệm nhiều nước trên thế giới cho thấy ô nhiễm nguồn nước do dầu và các sản phẩm phân hủy của dầu có thể gây tổn thất lớn cho ngành cấp nước, thủy sản, nông nghiệp, du lịch và các ngành kinh tế quốc dân khác Ngoài các tác động tiêu cực đến môi trường nước mặt như đã nêu, dầu tràn hoặc dầu rơi vãi từ khu kho xăng cảng sẽ có khả năng ngấm vào đất hoặc bị cuốn theo nước mưa vào các tầng nước ngầm và từ đó khả năng gây ảnh hưởng đến chất lượng nước ngầm có sự hiện diện của dầu, nước sẽ có mùi hôi không thể dùng cho mục đích ăn uống sinh hoạt

3 CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHIỄM DẦU

3.1 Đặc trưng của nước thải nhiễm dầu:

Nước thải nhiễm dầu chứa thành phần chính là dầu khoáng, ngoài ra còn có

rác, cặn lắng, đất sét…Chúng phát sinh chủ yếu từ các quá trình sau: súc rửa,

làm mát bồn chứa, vệ sinh máy móc, thiết bị, rơi vãi xăng dầu xuống nguồn

nước, xảy ra sự cố…Nếu không có biện pháp xử lý sẽ gây nên tình trạng ô

nhiễm nghiêm trọng cho môi trường như làm hủy hoại hệ sinh thái động thực

vật, và gây ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống của con người Nồng độ ô nhiễm

đặc trưng của nước thải nhiễm dầu thể hiện cụ thể ở bảng sau

Bảng chất lượng nước thải nhiễm dầu

3.2 MỘT SỐ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHIỄM DẦU:

3.2.1 QUY TRÌNH PHỔ BIẾN :

*THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ:

Nước nhiễm dầu theo hệ thống thu gom chảy vào bể điều hòa Tại đây, lớp dầu thô trên mặt nước được thiết bị vớt tách dầu loại ra khỏi nước và được đưa tới bể chứa dầu

Nước thải sau khi tách dầu được bơm lên bể phản ứng Hóa chất keo tụ

và hóa chất hiệu chỉnh môi trường được châm vào bể với liều lượng nhất định

và được kiểm soát chặt chẽ bằng máy pH Dưới tác dụng của hệ thống cánh khuấy với tốc độ lớn được lắp đặt trong bể, hóa chất keo tụ và hóa chất hiệu chỉnh môi trường được hòa trộn nhanh và đều vào trong nước thải Trong điều kiện môi trường thuận lợi cho quá trình keo tụ, hóa chất keo tụ và các chất ô nhiễm trong nước thải tiếp xúc, tương tác với nhau, hình thành các bông cặn nhỏ li ti trên khắp diện tích và thể tích bể Hỗn hợp nước thải này tự chảy qua

bể keo tụ tạo bông

Tại bể keo tụ tạo bông, hóa chất trợ keo tụ được châm vào bể với liều lượng nhất định Dưới tác dụng của hóa chất này và hệ thống motor cánh khuấy với tốc độ chậm, các bông cặn li ti từ bể phản ứng sẽ chuyển động, va chạm, dính kết và hình thành nên những bông cặn tại bể keo tụ tạo bông có kích thước và khối lượng lớn gấp nhiều lần các bông cặn ban đầu, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lắng ở bể tách dầu thô cải tiến Hỗn hợp nước và bông cặn hữu dụng tự chảy sang bể tách dầu thô cải tiến

Bể tách dầu thô cải tiến được thiết kế với những tấm vách nghiêng để loại bỏ những thành phần cặn thô, đồng thời tạo điều kiện thuận lợi để các hạt dầu nổi

lên trên mặt nước Dầu này được loại khỏi nước thải bằng thiết bị tách dầu tự động Phần cặn dầu thô này cũng được dẫn về bể chứa dầu Phần cặn lắng xuống đáy bể được bơm về bể chứa bùn Nước sau bể tách dầu thô cải tiến tự chảy vào bể trung gian Đây là nơi trung chuyển nước giữa bể tách dầu thô cải tiến và công trình xử lý dầu cặn bậc 2: bể lọc áp lực và bể nano dạng khô

Phần lớn dầu thô, chất rắn lơ lửng, BOD, COD … được loại khỏi nước thải sau khi qua bể điều hòa, bể phản ứng, bể keo tụ tạo bông, bể tách dầu thô cải tiến Phần còn lại được xử lý tại bể lọc áp lực và bể nano dạng khô

Nước được bơm từ bể trung gian qua lớp vật liệu lọc của bể lọc áp lực Cặn lơ lửng được giữ lại trên lớp vật liệu lọc, nước đi ra khỏi bể lọc áp lực đi vào bể nano dạng khô để tách phần dầu và cặn còn sót lại trong nước thải Vi sinh được loại ra khỏi nước tại bể này Đây là công nghệ khử trùng không dùng hóa chất

Nước sau khi qua bể nano đạt quy chuẩn xả thải theo quy định của pháp luật