báo cáo công nghệ xử lý nước thải khử trùng nước thải xử lý nước thải trong công nghiệp luyện kim và gia công kim loại

Hình 3 Hệ thống khử trùng UV trước và khi hoạt động.e Ưu nhược điểmƯu điểm:- Thân thiện & dễ dàng với người vận hành.- Không yêu cầu không gian lớn như một số các thiết bị khác.- Thời gi

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

-*** -BÁO CÁO CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI Đề tài:  1 Khử trùng nước thải 2 Xử lý nước thải trong Công nghiệp luyện kim và gia công kim loại Giảng viên hướng dẫn: Th.S Đinh Thị Lan Anh Nhóm: 7 Lớp: 137176 Thành viên: 1 Trần Thanh Bảo      20181340

2 Ngô Thành Lâm      20191920

3 Lê Văn Pháp      20192008

4 Nguyễn Huy Bách       20191692

5 Vi Văn Trường      20192135

6 Hà Tiến Tú      20181806

Hà Nội, 2/2023

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH ẢNH 4

MỞ ĐẦU 5

CHƯƠNG I: KHỬ TRÙNG NƯỚC THẢI 7

1.1 KHỬ TRÙNG NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP VẬT LÝ 7

1.1.1 Phương pháp nhiệt 7

a, Nguyên lý và cách tiến hành 7

b, Ưu điểm và nhược điểm 7

1.1.2 Phương pháp sử dụng tia UV. a, Nguyên lý, cơ sở khoa học 7

b) Cấu tạo máy khử trùng bằng tia UV 7

c) Các thông số quan trọng 8

d) Yếu tố ảnh hưởng 8

e) Ưu nhược điểm 9

1.1.3 Phương pháp siêu lọc 9

1.1.4 Phương pháp sử dụng sóng siêu âm 11

1.2 KHỬ TRÙNG NƯỚC THẢI THEO PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC 13 1.2.1 Khử trùng bằng Ozone 13

a) Khái niêm về Ozone 13

b) Phương pháp tạo Ozone trong tự nhiên 13

c) Phương pháp tạo Ozone nhân tạo 14

c) Tác dụng của Ozone trong xử lý nước thải 15

d) Hệ thông khử trùng nước trong bể chứa bằng Ozone 16

e) Ưu điểm và nhược điểm của phương pháp 17

1.2.2 Khử trùng bằng Clo và hợp chất của Clo 17

a) Khái niệm về Clo 17

b) Tác dụng của Clo và hợp chất của Clo trong xử lý nước thải 18

c) Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình khử trùng 19

d) Bể khử trùng nước thải bằng Clo 21

CHƯƠNG II: XỬ LÍ NƯỚC THẢI TRONG CÔNG NGHIỆP LUYỆN KIM VÀ GIA CÔNG KIM LOẠI 24

3.1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ LUYỆN KIM 24

3.1.1 Giới thiệu chung 24

3.1.2 Công nghệ luyện kim,gia công kim loại và đặc tính nguồn nước thải 24

3.1.3 Công nghệ luyện gang và thép 25

3.1.4 Luyện thép 26

3.1.5 Công nghệ luyện kim đen 28

3.1.6 Công nghệ luyện kim màu và các nguồn thải 32

3.1.7 Công nghệ gia công kim loại 35

3.2 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRONG LUYỆN KIM VÀ GIA CÔNG KIM LOẠI 36

3.2.1 Phương pháp kết tủa hóa học 36

3.2.2 Phương pháp trao đổi ion 38

3.2.3 Phương pháp điện hóa 39

a) Phương pháp keo tụ điện hóa 40

b) Phương pháp tuyển nổi bằng điện 42

3.2.4 Phương pháp sinh học 43

KẾT LUẬN 47

TÀI LIỆU THAM KHẢO 48

DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1: Cơ chế tác động của tia UV đến vi sinh vật 6

Hình 2: Cấu tạo máy khử trùng bằng UV 6

Hình 3 Hệ thống khử trùng UV trước và khi hoạt động 7

Hình 4: Màng lọc MBR 9

Hình 5 Nguyên lý tác động của sóng siêu âm 10

Hình 6 Quá trình Oxi hóa 13

Hình 7 Hệ thống xử lý nước bằng Ozone 15

Hình 8:Bể khử trùng CLo 20

Hình 9:Quá trình luyện kim 24

Hình 10 Sơ đồ các công đoạn sản xuất gang thép 25

Hình 11 Luyện gang, thép, cán thép có kèm dòng thải 31

Hình 12 Sơ đồ công nghệ luyện đồng và các nguồn chất thải 35

Hình 13 Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải chứa kim loại 39

Hình 14 Hệ thống XLNT bằng phương pháp điện phân (bên trái) và mô hình phương pháp điện phân (bên phải 41

Hình 15 bể xử lý nước thải bằng keo tụ điện hóa(bên trái) và nước thải trước và sau keo tụ tạo bông (bên phải) 43

Hình 16 các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình keo tụ của một số kim loại 44

Hình 17 Mô hình tuyển nổi bằng điện 45

Hình 18 Cơ chế hấp thụ kim loại của thực vật 46

Hình 19 Bãi lọc trồng cây 47

MỞ ĐẦU

   Khử trùng là một khâu quan trọng cuối cùng trong hệ thống xử lý nước sinh hoạt. Sau  quá trình xử lý cơ học, nhất là nước sau khi qua bể lọc, phần lớn các vi sinh vật đã bị giữ  lại. Song để tiêu diệt hoàn toàn các vi trùng gây bệnh, cần phải tiến hành khử trùng nước

sẽ lan truyền bệnh rất lớn. Vì vậy cần phải tuyệt trùng nước thải trước khi xả ra ngoài.   Luyện kim là điều chế các kim loại, hợp kim theo yêu cầu từ quặng hoặc các nguyên liệu khác nhau. Ngành luyện kim tại Việt nam vẫn là một ngành còn non trẻ, nhưng với đặc trưng là một đất nước giàu tài nguyên khoáng sản, ngành luyện kim hiện nay đang học hỏi trên con đường phát triển

   Với mỗi loại quặng lại có một phương pháp tách kim loại riêng, đồng thời, với mỗi kimloại hay hợp kim cần sản xuất thì lại có phương pháp riêng, vì vậy, nước thải của mỗi nhàmáy luyện kim khác nhau sẽ khác nhau cả về chất lẫn về lượng. Nước thải từ ngành côngnghiệp luyện kim rất khó xử lý vì bao gồm nhiều hóa chất độc hại như phenol, xyanua, amonia, dầu, kim loại nặng và một số chất hữu cơ khác

   Đó là một trong những vấn đề doanh nghiệp sản xuất đều lo lắng. Nếu nước thải không được xử lý một cách hiệu quả và đúng tiêu chuẩn quy định sẽ có hàng tấn chất thải thải ramôi trường nước gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến con người và sinh vật dưới nước. Vì vậy cần phải nghiên cứu kỹ về nguồn gốc, đặc tính để từ đó áp dụng các phương pháp, công nghệ xử lý phù hợp nhằm xử lý triệt để nguồn nước thải trước khi xả ra nguồn tiếp nhận

CHƯƠNG I: KHỬ TRÙNG NƯỚC THẢI

1.1.1 Phương pháp nhiệt

a, Nguyên lý và cách tiến hành

Nhiệt độ cao ( cao hơn tối đa nhiệt độ của vi sinh vật) sẽ làm thay đổi cấu trúc phân tử tế bào vi sinh vật

95%)

Đun sôi nước trong khoảng 10-15 phút để có thể tiêu diệt được vi sinh vật ( khoảng 90-Với những loại vi sinh vật không thể tiêu diệt ở nhiệt độ cao sẽ chuyển sang dạng bảo 

tử có lớp tế bào bảo vệ vững chắc. Nhóm bảo tử này sẽ được xử lý ở nhiệt độ 120 độ C với quy trình cơ bản:

1.1.2 Phương pháp sử dụng tia UV.

a, Nguyên lý, cơ sở khoa học.

       Năng lượng của tia UV có thể truyền qua lớp màng và tác động đến cấu trúc nhân tố di truyền của vi sinh vật ( DNA) , khiến chúng bị bất hoạt hoặc là chết

b) Cấu tạo máy khử trùng bằng tia UV

Cấu tạo máy khử trùng nước bằng tia UV gồm 2 phần chính đó là nguồn phát tia UV (thường là đèn phát điện thuỷ ngân áp suất cao và ống đèn), được bọc kín lại bởi lớp vỏ. Nước thải sẽ đi qua vùng này và được khử trùng bởi tia UV

Hình 1 Cơ chế tác động của tia UV đến vi sinh vật.

c) Các thông số quan trọng.

Bước sóng thường được sử dụng: 200-300nm, trong đó bước sóng 254nm là bước sóng 

có tác dụng khử trùng cao nhất

Thời gian chiếu: 10- 30s, tuỳ thuộc vào loại vi khuẩn, độ chịu đựng của vi khuẩn, chiều dày của nước…

 Độ dày của nước: tối đa là 15cm, nếu độ dày lớn hơn, việc chiếu tia UV trở nên kém  tácdụng

Liều lượng chiếu = Cường độ x thời gian: đây là chỉ số quan trọng nhất trong khử trùng nước thải bằng UV

Nhiệt độ: Nhiệt độ từ 30- 55  C là phù hợp nhất cho việc khử trùng bằng UV.o

Mật độ của vi khuẩn, sức chịu đựng của vi khuẩn: đây là một yếu tố khá quan trọng, cần 

có kinh nghiệm cũng như kiến thức về vi sinh vật để có thể xác định liều lượng chiếu chuẩn nhất

15%

Hiệu điện thế của đèn UV: nếu giảm đi 10% điện áp thì hiệu suất khử trùng giảm 10-Hình 2: Cấu tạo máy khử trùng bằng UV

Hình 3 Hệ thống khử trùng UV trước và khi hoạt động.

e) Ưu nhược điểm

Ưu điểm:

       Hiệu quả trong việc làm bất hoạt hầu hết các loại virus, bào tử và sinh vật.-Không để lại tác động có thể gây hại cho con người hoặc đời sống thủy sinh (an toàn & thân thiện với môi trường)

- Thân thiện & dễ dàng với người vận hành

- Không yêu cầu không gian lớn như một số các thiết bị khác

- Thời gian nước tiếp xúc ngắn, nhưng mang lại hiệu quả cao

- Không để lại tồn dư hóa chất độc hại/ hoặc vấn đế ăn mòn kim loại như các phương pháp khử trùng hóa học

Nhược điểm:

- Chi phí ban đầu cao

- Chất lượng nước thải (đầu vào) ảnh hưởng không nhỏ đến hiệu suất khử trùng của tia UV

- Độ đục và tổng chất rắn lơ lửng trong nước thải có thể làm cho việc khử trùng bằng tia UV không hiệu quả

- Hiệu quả của quá trình khử trùng bằng tia UV chịu ảnh hưởng của lượng nước chạy qua và thời gian tiếp xúc trực tiếp với ánh đèn (liều lượng)

- Một số vi khuẩn chỉ có thể bị bất hoạt chứ không chết

1.1.3 Phương pháp siêu lọc.

Vi sinh vật thường có kích thước từ 1-2 micromet. Bởi vậy, để có thể loại bỏ hoàn toàn vi sinh vật trong nước thải phải sử dụng lớp lọc có kích thước nhỏ hơn 1 micromet. Lớp lọc được làm từ các tấm sứ, tấm sành và có lỗ lọc vô cùng nhỏ. Nhờ phương pháp lọc này mà một lượng lớn lớp cặn có kích thước lớn hoặc lớp cặn lơ lửng trong nước được giữ lại hoàn toàn

Màng lọc MBR

MBR là viết tắt cụm từ Membrance Bio Reator (Bể lọc sinh học bằng màng).Công nghệ màng MBR có thể ứng dụng với tất cả các bể xử lý sinh học. Cơ chế lọc qua màng MBR:

Vi sinh vật, chất ô nhiễm, bùn hoàn toàn bị giữ lại tại bề mặt màng MBR. Đồng thời chỉ có nước sạch mới qua được màng. Phần nước trong được bơm hút ra ngoài, phần bùn nằm lại trong bể và định kỳ tháo về bể chứa bùn

Vi sinh vật, chất ô nhiễm, bùn hoàn toàn bị giữ lại tại bề mặt màng MBR. Đồng thời chỉ có nước sạch mới qua được màng. Phần nước trong được bơm hút ra ngoài, phần bùn nằm lại trong bể và định kỳ tháo về bể chứa bùn

Một số ưu điểm vượt trội của màng lọc MBR

- Tăng hiệu qủa xử lý sinh học 10-30%

- Kích thước các lỗ rỗng cực kỳ nhỏ, từ 0,01 ÷ 0,2µmLoại bỏ tất cả vi khuẩn, vi sinhvật có kích thước nhở, các khuẩn coliform, khuẩn E-Coli

- Hệ thống tinh gọn, dễ quản lý do có ít công trình đơn vị

1.1.4 Phương pháp sử dụng sóng siêu âm.

Siêu âm là sóng âm có tần số trên 20.000 Hz. Nó có tính định hướng tốt, khảnăng xuyên thấu mạnh, dễ dàng thu được năng lượng âm thanh tập trung hơn và 

có thể truyền đi một quãng đường dài trong nước

Khử trùng nước thải bằng sóng siêu âm sử dụng sự chuyển động của sóng siêu âm để tác động và loại bỏ các chất ô nhiễm và vi khuẩn trong nước, phá vỡ các kết tụ trong nước thải. Nó có đặc điểm là độ sạch cao và tốc độ làm sạch nhanh

Hình 4: Màng lọc MBR.

Nguyên lý hoạt động:

Khi sóng siêu âm cường độ cao được kết hợp thành chất lỏng, các sóng âm thanh truyền vào các phương tiện chứa chất lỏng dẫn đến xen kẽ các chu kỳ áp suất cao và áp suất thấp, với mức giá tùy thuộc vào tần số. Trong chu kỳ áp suất thấp, sóng siêu âm cường độ cao tạo ra bong bóng chân không nhỏ hoặc khoảng trống trong chất lỏng. Khi các bong bóng đạt được một khối lượng mà tại đó họ không còn có thể hấp thụ năng lượng, chúng sụp đổ dữ dội trong một chu kỳ áp suất cao (giai đoạn nén). Hiện tượng này được gọi là Cavitation. Điều này giúp bong bóng phá vỡ và phá vỡ thành tế bào của các sinh vật, giết họ một cách hiệu quả

Ưu điểm

- Dòng siêu âm với cường độ tác dụng không nhỏ hơn 2W/cm2 trong khoảng thời gian trên 5 phút có khả năng tiêu diệt toàn bộ vi sinh vật trong nước

- Độ sạch cao và tốc độ làm sạch nhanh

Nhược điểm:

- Việc lắp đặt và sử dụng phương pháp này lại khá phức tạp và việc vận hành cũng gặp nhiều khó khăn

Hình 5 Nguyên lý tác động của sóng siêu âm.

1.2 KHỬ TRÙNG NƯỚC THẢI THEO PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC 1.2.1 Khử trùng bằng Ozone

a) Khái niêm về Ozone

Ozone (O3) là một dạng thù hình của ôxy, trong phân tử của nó chứa ba nguyên tử ôxy thay vì hai như thông thường

Trong điều kiện nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn ozone là một chất khí có màu xanh nhạt. Ozone hóa lỏng màu xanh thẫm ở -112 °C, và hóa rắn có màu xanh thẫm ở -193 °C.Ozone có tính ôxy hóa mạnh hơn ôxy, do nó không bền, dễ dàng bị phân hủy thành ôxy phân tử và ôxy nguyên tử

 Ví dụ: O3 -> O2 + O

O3 dễ dàng oxi hóa iodua đến iốt tự do: O3 + 2KI + H2O → I2 + O2 + 2 KOH

      Giấy tẩm dung dịch iodua kali và hồ tinh bột (giấy iốt tinh bột) chuyển ngay thành màu xanh khi có mặt ozone trong không khí, nhưng nó kém bền hơn oxy, dễ bị phân hủy thành oxy thường theo phản ứng: 2O3 → 3O2

      Ozone (O3) Trong điều kiện nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn ozone là một chất khí có màu xanh nhạt. Ozone hóa lỏng màu xanh thẫm ở -112 °C, và hóa rắn có màu xanh thẫm 

ở -193 °C. Ozone có tính ôxy hóa mạnh hơn ôxy, do nó không bền, dễ dàng bị phân hủy thành ôxy phân tử và ôxy nguyên tử. 

     Ozone (O3) là một chất độc có khả năng ăn mòn và là một chất gây ô nhiễm chung. 

Nó có mùi hăng mạnh. Nó tồn tại với một tỷ lệ nhỏ trong bầu khí quyển Trái Đất. Nó có thể được tạo thành từ O2 do phóng tĩnh điện, tia cực tím, ví dụ như trong các tia chớp, cũng như bởi tác động của bức xạ điện từ trường cao năng lượng. Ozone được điều chế trong máy ozone khi phóng điện êm qua ôxi hay qua không khí khô, tinh khiết. Trong thiên nhiên, ozone được tạo thành khi có sự phóng điện trong khí quyển (sấm, sét)tạo thành khi có sự phóng điện trong khí quyển (sấm, sét)

b) Phương pháp tạo Ozone trong tự nhiên

Trong tự nhiên Ozone được tạo ra theo hai cách. Cách thứ nhất là sấm, sét phóng điện trong khí quyến, đánh vào không khí tạo ra Ozone từ Oxy. Cách thứ hai là tia UV có bước sóng ngắn 185nm chiếu vào Oxy để tạo ra một lượng Ozone rất nhỏ, chỉ khoảng 0.01 – 0.1 %. 

c) Phương pháp tạo Ozone nhân tạo

Sử dụng máy phóng điện: Những chiếc máy này tạo ra ôzôn bằng cách lấy ôxy và buộc nó đi qua một điện trường lớn. Điện áp cao phân tách các phân tử oxythành các nguyên tử đơn lẻ. Các nguyên tử này sau đó gắn với các phân tử O2  khác trong không khí để tạo thành ozon (O3)

     Một vài ưu điểm của việc sử dụng phương pháp phóng điện là nó tạo ra sản lượng ôzôn ổn định,nồng độ cao, loại bỏ chất hữu cơ (mùi) nhanh chóng và nó rất 

lý tưởng cho các ứng dụng xử lý nước

     Sử dụng đèn UV: Quá trình tạo ozone này tương tự như cách bức xạ tia cựctím của mặt trời phân tách O2 để tạo thành các nguyên tử oxy riêng lẻ. Tia UV thay đổi oxy thành ozon khi bước sóng ở bước sóng 160-240 nm (nanomet) chạm vào nguyên tử oxy. Phân tử (O2) tách thành hai nguyên tử (O) kết hợp với một phân tử oxy khác (O2) để tạo thành ozon (O3). Tuy nhiên quá trình này được coilàkémhiệu quả hơn so với phóng điện hào quang

Không khí nóng cung cấp oxi cho quá trình nung chảy quặng. Sơ đồ công nghệ luyện gang và các nguồn chất thải được thể hiện trên Error: Reference source not found. Quặng sắt được đưa qua các khâu sàng, tuyển để loại bỏ đất, đá, quặng kẽm chất lượng, sau đó được rửa sạch bằng nước vôi với mục đích loại bỏ cát, đất, tạp chất còn bám vào quặng. Quặng được đưa vào nung ở lò cao cùng các nguyên liệu khác như chất trợ dung, than cốc với nhiệt độ từ 1350 đến 1600 C. Gang chảy được đổ khuôn, làm nguội để tạo 0sản phẩm gang thỏi.

3.1.4 Luyện thép

Thép là hợp kim trên cơ sở sắt có chứa ≤ 2% C, ngoài ra còn chứa lượng nhỏ các nguyên tố như Si, Mn, P và S. Như vậy, so với gang, thép chứa các nguyên tố Si, Mn, P 

và S thấp hơn nhiều. Vì thế thép có độ bền, tính dẻo dai, khả năng biến dạng tốt nhưng lại

có nhiệt độ chảy cao hơn.  

Hình 10 Sơ đồ các công đoạn sản xuất gang thép

C Si Mn P S Fe

Gang 3.0 – 4.2 0.3 – 2.5 0.5 – 1.5 0.1 – 2.2 0.02 – 0.12 Còn lại

Thép 0.05 – 1.5 0 – 0.5 0.3 – 1.5 < 0.05 < 0.05 Còn lại

Bảng 3.1 Thành phần (%) của gang lò cao và thép

Quá trình hoá lý trong luyện thép: quá trình chế tạo thép, trong phối liệu thường 

có gang lò cao (70 – 100% gang lỏng lò cao trong quá trình luyện thép lò thổi LD, tới 30 – 40% gang lỏng trong quá trình luyện thép lò điện hồ quang,… trừ trường hợp nấu lại các mác thép từ các phối liệu thép cùng loại). Do đó, có thể nói: quá trình luyện thép là quá trình chuyển biến hợp kim trên cơ sở sắt có chứa các nguyên tố C, S, Mn, P và S từ giới hạn cao đến giới hạn thấp. Muốn thực hiện quá trình này, phải đốt cháy các nguyên 

tố đã nêu nhờ các phản ứng oxy hoá. Nguồn cung cấp oxy chủ yếu cho lò Mactanh là khí 

lò, cho lò LD là oxy, cho lò điện hồ quang là quặng sắt. Sản phẩm trung gian của các chấtoxy hoá là FeO. Quá trình oxy hoá các nguyên tố đã nêu được diễn tả bằng các phương trình sau:  

Si + 2 FeO    →2 Fe + SiO  + Q  2 1

Mn + FeO    → Fe + MnO + Q  2Các oxit SiO  và MnO tạo ra sẽ liên kết với nhau trong xỉ.  2

C + FeO    →  Fe + CO – Q  3Khí CO sẽ thoát ra ngoài khí quyển.  

2 P + 5 FeO + 4 CaO    → 5 Fe + 4CaO.P O  + Q  2 5 4

Lượng 4CaO.P O  tạo ra được giữ trong xỉ.  2 5

Quá trình khử P theo phương trình đã nêu được thực hiện trong xỉ với điều kiện là:  

- Lượng FeO trong xỉ nhiều 

- Độ bazơ R của xỉ cao 

- Nhiệt độ của xỉ thấp 

S trong gang, thép thường tồn tại ở dạng FeS. Trong các lò luyện thép bazơ, chúng thường được khử bằng xỉ nhờ phản ứng:  

FeS + CaO    →→ CaS + FeO – Q Như vậy điều kiện để khử S là:  

Nấu gang:

Để chế tạo các mác gang khác nhau, cần thiết phải nấu gang trên các thiết bị khác nhau: lò đứng, lò điện (hồ quang và cảm ứng), hoặc nấu liên hợp lò đứng (giải quyết vấn 

Quá trình hoá lý: Môi trường khí trong lò đứng có tính oxy hoá yếu ở vùng thân 

lò và mạnh dần lên qua vùng hoàn nguyên tới vùng oxy hoá, đặc biệt ở vùng mắt gió khi khí lò chứa 21% O   Do tác động giữa khí lò có tính oxy hoá với vật liệu rắn ở vùng thân2

lò và lỏng từ vùng nóng chảy trở xuống mà xảy ra các quá trình oxy hoá các nguyên tố trong gang.  

Vì % Fe trong gang rất lớn nên phản ứng đầu tiên được thực hiện là:  

Fe + CO2    →→  FeO + CO      hoặc  Fe + ½ O2   →→  FeO

Nhờ FeO, phản ứng oxy hoá các nguyên tố khác sẽ được thực hiện:  

C + FeO        →→   CO + Fe 

Si + 2 FeO    →→    SiO2 + 2 Fe 

Mn + FeO     →→    MnO + Fe Mặt khác, sự tiếp xúc giữa than (là vật liệu chứa cacbon và nhiều S) nên có sự thấm C và S từ than vào gang lỏng. Vì vậy, thành phần của chúng sẽ thay đổi. Sự thay đổithành phần của gang trong lò đứng axit trung bình như sau:  

Sự thay đổi của các nguyên tố (%)       Si      Mn       

S Khi chạy lò bằng gió nguội        -10     -20    +50 

Khi chạy bằng gió nóng        ≈0      -15    +30 

(Chú ý: dấu – là cháy hao, dấu + là tăng lên) 

Cán thép

Cán thép là quá trình gia công thép thỏi để tạo ra sản phẩm ở dạng tấm, ống hay cây phục vụ cho các ngành công nghiệp. 

3.1.5 Công nghệ luyện kim đen

Luyện kim đen là sản xuất ra gang và thép (là hợp kim của sắt và các bon). Đây là một trong những ngành quan trọng nhất của công nghiệp nặng, tạo ra nguyên liệu cơ bản cho ngành chế tạo máy móc và gia công kim loại. Hầu như tất cả các ngành kinh 

tế đều sử dụng các sản phẩm của ngành luyện kim. Kim loại đen chiếm 90% trong tổng khối lượng sản xuất trên thế giới

Ngành luyện kim đen cần một lượng lớn nguyên liệu quặng sắt, nhiên liệu than cốc 

và các chất trợ dung đá vôi. Quy trình sản xuất rất phức tạp. Trong công nghệ luyện gang, thép và cán thép, nước không tham gia vào các quá trình chính mà được dùng 

lượng( triệu tấn)

Tỉ lệ giảm (%)

Ti, điều chỉnh quá trình vận chuyển oxi từ pha khí sang pha kim loại, bảo vệ bề mặt kim loại trước sự oxi hóa và xâm nhập của tạp chất khí

Do thành phần và tính chất của xỉ nên xỉ ra lò thường được đưa qua dòng nước chảy mạnh có áp lực để tạp thành các sản phẩm phục vụ cho các mục đích khác như bông xỉ làm chất cách nhiệt tốt, xỉ ở dạng hạt làm nguyên liệu sản xuất xi măng, vật liệu xây dựng,… Do xỉ ra lò có nhiệt độ cao từ 1350 – 1600 C ở trạng thái nóng 0chảy nên lượng nước cho quá trình làm nguội, tạo những khối liên kết bởi những hạt 

xỉ cần rất lớn. Một phần nước sẽ mất mát do bốc hơi, phần nước làm nguội xỉ và tạo hạt xỉ được dùng xả vào bể lắng để tách xỉ. 

Khí thải lò cao có hàm lượng bụi từ 10 – 60g/Nm  Ước tính để sản xuất 1 tấn3gang thì lượng bụi trong khí thải từ 45 – 135kg. Trước khi sử dụng khí thải cần được khử bụi bằng phương pháp khô hoặc phương pháp ướt bằng phương pháp ướt lượng nước tiêu tốn khoảng 20m  cho 1 tấn gang. Quá trình tách bụi được hấp thụ một số khí3độc có trong khí thải nên ngoài bụi, còn chứa H S, CN , phenol, naptalen, amon và vết 2 -kim loại như kẽm, chì để tuần hoàn sử dụng lại lượng nước này xử lí qua các bước: 

thổi khí liên tục để tách CO , phá trạng thái ổn định của Zn(HCO )  ở dạng hòa tan, 2 3 2chuyển thành dạng kết tủa ZnCO , sau đó bổ sung vôi và chất trợ tạo bông để tách 3bùn, khử độc CN  bằng các chất oxi hóa mạnh như H O  -

2 2Lượng nước làm nguội cho quá trình luyện gang 40 - 50m  cho 1 tấn gang, 3trong đó 20m /1 tấn gang dùng cho quá trình khử bụi và làm nguội khí lò cao bằng 3phương pháp ướt. Nếu nước làm nguội được tuần hoàn trong hệ thống khép kín thì lượng nước tiêu thụ có thể giảm còn từ 5 – 6m /tấn gang.3

Nước thải trong công nghệ luyện thép sinh ra từ hệ thống được làm nguội và nước làmsạch khí lò. Nước thải này thường chứa bụi, oxit kim loại, hợp chất của photpho và lưu huỳnh. 

Lượng nước làm nguội đối với luyện thép trong phương pháp Siemens – Martin từ 12 – 18m /tấn thép và theo phương pháp Thomas từ 3 – 4m /tấn thép. Công 3 3nghệ luyện thép sử dụng lò điện hồ quang giảm được vấn đề ô nhiễm bụi và khí thải qua đó giảm được ô nhiễm nước thải

Cán thép có thể qua 2 hay nhiều cấp khác nhau: cán thô, cán trung, cán tinh. Cán thô, cán trung thường là cán nóng và cán tinh thường là cán nguội. Trong cán nóng nước được dùng để làm mát trục cán và sản phẩm bằng cách phun trực tiếp vào ổtrục và sản phẩm cán. Nước thải công đoạn này chứa vảy cán, bụi kim loại, dầu mỡ. Vảy cán thô có thể thu hồi ở kênh chứa thoát nước ngay dưới giá cán do chúng có khối lượng riêng lớn và lắng nhanh. Vảy cán mịn và các chất ô nhiễm khác cùng nước thải đi vào bể lắng có bộ phận tách dầu mỡ. Nước thải công đoạn này chứa 10 – 1000mg/l vảy cán và 39mg/l dầu mỡ

Nước làm sạch khí lò cao có thành phần bao gồm bụi chứa HF, FeO, CaO,… 

và các khí CO, SO , F, NO ,… Đối với công nghệ cán nguội thép thô phải được xử lí 2 2làm sạch vảy cán trước khi đưa vào cán. Phương pháp xử lí thường là dùng các loại axit HCl, H SO  cho thép thường, hổn hợp axit HF-HNO  cho thép inox sau đó rửa 2 4 3bằng nước do đó nước thải có tính axit mạnh.        Trong cán nguội trục cán được làm nguội bằng dung dịch nhũ tương bao gồm 10% dầu

Đối với những cơ sở luyện kim có công đoạn cốc hóa than thì nguồn nước thải gây ô nhiễm lớn

Quá trình luyện cốc là quá trình nung kết than trong lò ở nhiệt độ 900 – 

1100 C cách ly với không khí trong thời gian 20 – 30h. Các chất tạo thành sau luyện 0cốc là cốc và các chất hữu cơ bay hơi cùng với khí thải. Qua làm lạnh bằng nước thành phần hữu cơ bay hơi sẽ ngưng tụ lại dưới dạng dầu, nhựa hắc ín và nước thải chứa chất ô nhiễm như amon, phenol, xyanua. Các loại dầu hắc ín thu hồi bằng phương pháp lắng hoặc tuyển nổi. Nước thải sau khi thu hồi dầu hắc ín còn chứa các chất tan như phenol, CN , NH ,…-

4