Nhiều sản phẩm thiết yếu thuộc ngành công nghiệp hóa chất như soda,chất dẻo, sợi tổng hợp hay thuốc nhuộm tại Việt Nam vẫn chưa sản xuất được.Những ngành sản xuất để sử dụng các nguyê
TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP HÓA CHẤT
Thực trạng ngành công nghiệp hóa chất
Ngành công nghiệp hóa chất tại Việt Nam ngày càng phát triển mạnh mẽ. Đặc điểm nổi bật của nó là sự đa dạng về các loại hình sản phẩm nhằm phục vụ cho tất cả các ngành kinh tế kỹ thuật Nó đóng vai trò quan trọng, góp phần quan trọng trong sự phát triển kinh tế của cả nước.
Công nghiệp hóa chất ở Việt Nam chủ yếu nhằm phục vụ nông nghiệp, sản xuất công nghiệp và tiêu dùng Các ngành đó bao gồm:
– Hóa chất để phục vụ cho nông nghiệp: Phân bón như phân lân, phân đạm, phân NPK, …
– Hóa chất dùng để bảo vệ thực vật
– Hóa chất vô cơ cơ bản: Soda, xút, axit sulfuric, axit photphoric, axit clohydric, …
– Hóa chất của ngành công nghiệp: Đất đèn, oxy, cacbonic, than hoạt tính, amoniac, phụ gia của sản phẩm dầu mỏ, que hàn, nguyên liệu nhựa, …
– Hóa chất dùng trong tiêu dùng: Xăng dầu, chất tẩy rửa, pin ắc quy, cao su, sơn, …
1.1.1 Lịch sử hình thành và phát triển ngành công nghiệp hóa chất ở Việt Nam
Về ngành công nghiệp hoá chất Việt Nam được xây dựng trên quy mô lớn bắt đầu từ năm 1954 Trải qua hơn một thập kỷ cùng với sự phát triển nhanh chóng, ngành công nhiệp Việt Nam đã trở thành một ngành kinh tế về kỹ thuật độc lập Từ năm 1980 – 1985, báo cáo ngành hóa chất việt nam là một trong những ngành thể hiện rõ tính chủ đạo của nền công nghiệp quốc doanh Các doanh nghiệp của nhà nước đảm bảo được 70% tổng giá trị sản lượng toàn ngành Năm 1985, nó chiếm tỉ trọng cao trong toàn bộ ngành công nghiệp của Việt Nam Bắt đầu từ thời kỳ đổi mới 1986, nền công nghiệp hoá chất nước ta đã phát triển ổn định Tốc độ tăng trưởng cao nhất vào thời kỳ 1991 – 1995, đạt mức ở 20%/năm Những năm cuối thế kỷ XX, ngành công nghiệp hoá chất nước ta cũng tăng trưởng ở tất cả các thành phần kinh tế.
1.1.2 Thực trạng của ngành công nghiệp hóa chất ở Việt Nam hiện nay Đặc điểm của ngành công nghiệp hóa chất chính là sự đa đạng về sản phẩm nhằm để phục vụ cho tất cả các ngành khác liên quan đến kinh tế kỹ thuật Từ đó ngành công nghiệp hóa chất có thể khai thác mọi thế mạnh cũng như tài nguyên của đất nước từ khoáng sản, dầu khí cho đến sản phẩm, phụ phẩm và thậm chí là cả phế thải của công nghiệp, nông nghiệp Nó đóng một vai trò cực kỳ quan trọng trong nền kinh tế của một đất nước.
Khi nước ta thực hiện công cuộc đổi mới đất nước, những cải cách về kinh tế đã thúc đẩy sự tăng trưởng kinh tế, đồng thời phát triển công nghiệp – nông nghiệp Nhu cầu về tiêu thụ nguyên liệu hoá chất ngày càng tăng cùng với tốc độ tăng trưởng sản xuất hoá chất hàng năm là 15% Sự tăng trưởng kinh tế về vai trò của ngành công nghiệp hóa chất đó đẫn đến gia tăng lượng chất thải, phát sinh thêm nhiều chất thải độc hại Tình trạng đó đã tác động mạnh mẽ đến môi trường Việt Nam là một nước đang trong tình trạng thiệt hại về môi trường ở mức cao, giá trị này đang có xu hướng gia tăng Các dây chuyền về sản xuất hoá chất có thể thiếu nhiều trang bị an toàn Việc công nghệ sản xuất sạch hơn trong sản xuất hoá chất vẫn còn chưa được áp dụng rộng rãi Một số hoá chất độc hại trong dây chuyền sản xuất chưa được thay thế Các cơ sở sản xuất vẫn còn thiếu hệ thống để xử lý chất thải.
1.1.3 Đánh giá nền công nghiệp hóa chất Đánh giá về đặc điểm của ngành công nghiệp hóa chất là công nghệ nhìn chung vẫn còn lạc hậu, năng suất lao động thấp Với một số ngành cơ bản như hoá dầu, hoá hữu cơ về cơ bản chưa hình thành hoặc mới bắt đầu Ngành công nghiệp hoá chất vẫn chưa đủ khả năng đáp ứng được nhu cầu của các ngành kinh tế khác Nhiều sản phẩm thiết yếu thuộc ngành công nghiệp hóa chất như soda, chất dẻo, sợi tổng hợp hay thuốc nhuộm tại Việt Nam vẫn chưa sản xuất được. Những ngành sản xuất để sử dụng các nguyên liệu này chủ yếu phải phụ thuộc vào nhập khẩu.
Công nghiệp hoá chất của nước ta chiếm tỉ trọng đáng kể trong nền cơ cấu công nghiệp là 11,2% Tuy nhiên, ngành này so với các nước mới phát triển ở khu vực Đông Nam Á thì về năng lực sản xuất hoá chất vẫn còn quá nhỏ bé.
Hoá chất về cơ bản tuy là lĩnh vực trọng yếu trong nền kinh tế của một đất nước, nhưng hiện nay thì vai trò của nó vẫn còn hạn chế báo cáo ngành hóa chất việt nam 2016 thì ngành công nghiệp hoá chất ở nước ta chưa sản xuất được các loại hóa chất hữu cơ về mặt cơ bản như cloroform, metanol, etanol, …Và vẫn thiếu một số hoá chất vô cơ đang có nhu cầu sử dụng lớn như soda, axit nitric, axit photphoric, … Hay còn chưa phát triển các sản phẩm hoá chất tinh khiết để sử dụng trong dược phẩm, nghiên cứu khoa học, chế biến thực phẩm, cao su Còn chưa có khả năng sản xuất về các loại nguyên liệu nhựa.
Các tiêu chuẩn chất lượng nước thải đầu ra
Nước thải công nghiệp là nước thải sau khi trải qua quá trình sản xuất của các nhà máy sản xuất công nghiệp và không còn khả năng tái sử dụng cho mục đích sinh hoạt hay sản xuất khác Nước thải của ngành công nghiệp hóa chất thường có có pH trung tính 9-11, chỉ số BOD, COD lên đến 700mg/l và 2500mg/l Ngoài ra, nước thải của ngành này còn có chất rắn lơ lững cao gấp nhiều lần giới hạn cho phép (gây độ màu, độ đục cho nước) Nước thải này nếu xả trưc tiếp vào nguồn tiếp nhận sẽ làm biến đổi tính chất nước một cách đột ngột, ảnh hưởng đến hệ sinh thái và cuộc sống của con người Thậm chí gây ngộ độc cho sức khỏe con người và nhiều sinh vật khác Chính vì những lý do này mà nước thải công nghiệp bắt buộc phải xử lý trước khi xả thải vào nguồn tiếp nhận.Theo quy định về xử lý nước thải “Quy chuẩn Việt Nam 40:2011/BTNMT” của Bộ Tài nguyên và Môi trường, các cơ sở sản suất phải tuân theo quy chuẩn trên để đảm bảo các chỉ số ô nhiễm trước khi xả thải ra nguồn tiếp nhận Nước thải sau khi được xử lý được quy định theo hai chuẩn là chuẩn loại A và chuẩn loại B
Tiêu chuẩn nước thải công nghiệp loại A được áp dụng khi nước thải sau xử lý xả thải vào nguồn tiếp nhận được sử dụng để cấp nước sinh hoạt
Tiêu chuẩn nước thải công nghiệp loại B được áp dụng khi nước thải sau xử lý xả thải vào nguồn tiếp nhận không sử dụng để cấp nước sinh hoạt
1.2.1 Giá trị tối đa cho phép của các thông số ô nhiễm trong nước thải công nghiệp khi xả vào nguồn tiếp nhận nước thải
Các chỉ số ô nhiễm của nước thải được đánh giá qua BOD, COD, pH, TSS,… các chỉ số tối đa cho phép phụ thuộc vào nguồn tiếp nhận được xác định theo công thức như sau
Cmax là giá trị tối đa cho phép của thông số ô nhiễm trong nước thải công nghiệp khi xả vào nguồn tiếp nhận.
C là giá trị của thông số ô nhiễm trong nước thải công nghiệp quy định tại Quy chuẩn Việt Nam 40:2011/BTNMT (tùy vào nguồn tiếp nhận mà áp dụng tiêu chuẩn cột A và cột B cho giá trị này)
Kq là hệ số ứng với lưu lượng dòng chảy của nguồn tiếp nhận.
Kf là hệ số ứng với tổng lưu lượng nước thải khi xả vào nguồn tiếp nhận
TT Thông số Đơn vị Giá trị
6 Chất rắn lơ lửng mg/l 50 100
9 Tổng dầu mỡ khoáng mg/l 5 10
16 Clorua(Không áp dụng khi xả vào nguồn nước mặn, nước lợ) mg/l 500 1000
18 Tổng hóa chất bảo vệ thực vật clo hữu cơ mg/l 0,05 0,1
19 Tổng hóa chất bảo vệ thực vật phốt pho hữu cơ mg/l 0,3 1
Bảng 1 Bảng tra giá trị C
(Bảng tra giá trị C của một vài chỉ số trong nước thải công nghiệp theo tiêu chuẩn cột A và cột B
(ngoài ra còn nhiều chỉ số khác) – nguồn Quy chuẩn Việt Nam 40:2011/BTNMT)
1.2.2 Giá trị Kq khi nguồn tiếp nhận là dòng chảy
Giá trị Kq tùy thuộc vào lưu lượng thực tế của nguồn tiếp nhận và được tra theo bảng dưới đây:
Lưu lượng dòng chảy nguồn tiếp nhận Q
Bảng 2 Bảng tra giá trị Kq khi nguồn tiếp nhận là dòng chảy
(Bảng tra giá trị Kq khi nguồn tiếp nhận là dòng chảy-nguồn Quy chuẩn Việt Nam
1.2.3 Giá trị Kq khi nguồn tiếp nhận ở trạng thái tĩnh
Trong trường hợp nguồn tiếp nhận là ao, hồ, đầm không có lưu lượng dòng chảy, khi đó Kq phụ thuộc vào thể tích nguồn tiếp nhận và tra theo bảng dưới đây
Dung tích của nguồn tiếp nhận V (m3) Hệ số Kq
Bảng 3 Bảng tra giá trị Kq khi nguồn tiếp nhận ở trạng thái tĩnh
(Bảng tra giá trị Kq khi nguồn tiếp nhận ở trạng thái tĩnh-nguồn Quy chuẩn Việt Nam
1.2.4 Giá trị Kf ứng với lưu lượng xả thải:
Giá trị Kf tùy thuộc vào lưu lượng xả thải vào nguồn tiếp nhận, được tra theo bảng dưới đây:
Lưu lượng nguồn thải F (m3/24h) Hệ số Kq
Bảng 4.Bảng tra giá trị Kf ứng với lưu lượng xả thải
(Bảng tra giá trị K f ứng với lưu lượng xả thải-nguồn Quy chuẩn Việt Nam 40:2011/BTNMT)
Các thông số của nước thải sau quá trình xử lý không được vượt quá giá trị
C max được xác định theo cách tính trên trên Các chỉ số sau khi xử lý phải được kiểm tra và theo dõi trước khi xả thải vào nguồn tiếp nhận Nếu chỉ số của nước thải đầu ra không đạt chất lượng theo quy định thì cần phải tìm hiểu rõ nguyên nhân, ngưng xả thải ngay lập tức và cho nước thải hoàn lưu để xử lý đến khi đạt chất lượng nước đầu ra theo quy định.
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT THUỐC BẢO VỆ THỰC VẬT
Giới thiệu tổng quan
Theo báo cáo của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, sản xuất thuốc bảo vệ thực vật (TBVT) của Việt Nam đã có những bước phát triển đáng kể trong những năm gần đây Sau đây là một số số liệu thống kê về sản lượng sản xuất và sự phát triển của ngành này: ã Sản lượng sản xuất: Theo sụ́ liệu của Tổng cục Hải quan, sản lượng sản xuất TBVT của Việt Nam đã tăng trưởng mạnh mẽ trong những năm gần đây Năm
2020, sản lượng sản xuất TBVT đạt khoảng 138.000 tấn, tăng 5% so với năm trước đó. ã Xuất khẩu TBVT: Ngoài việc đỏp ứng nhu cầu trong nước, ngành sản xuất TBVT của Việt Nam cũng đã bắt đầu tập trung vào thị trường xuất khẩu Theo số liệu của Tổng cục Thống kê, năm 2020, giá trị xuất khẩu TBVT của Việt Nam đạt khoảng 316 triệu USD, tăng 9,3% so với năm trước đó.
Hình 1 Thực trạng sản xuất thuốc bảo vệ thực vật tại Việt Nam gần đây
Phần lớn ở nước ta, các nhà máy, xí nghiệp có công nghệ sản xuất, trang thiết bị lạc hậu, không có hệ thống xử lý chất thải hay xử lý chưa triệt để nên lượng chất thải thải ra ngoài môi trường là khá lớn và đang gây ô nhiễm đất, nước, không khí nghiêm trọng và ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe cộng đồng.
Một trong những ngành công nghiệp đang gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng là sản xuất thuốc bảo vệ thực vật, không chỉ gây ô nhiễm môi trường đất, khí mà lượng nước thải từ các nhà máy sản xuất thuốc bảo vệ thực vật xả thải vào môi trường nước đang làm ô nhiễm nghiêm trọng nguồn nước mặt và nước ngầm. Đặc trưng của nước thải sản xuất thuốc bảo vệ thực vật là chứa nhiều hợp chất hữu cơ mạch vòng khó phân hủy, nếu không được xử lý triệt để thì về lâu dài lượng nước thải này sẽ tích tụ, gây ô nhiễm nghiêm trọng nguồn nước xung quanh và ảnh hưởng đến môi trường sống của con người.
Vì vậy mà việc xây dựng hệ thống xử lý nước thải sản xuất thuốc bảo vệ thực vật là việc làm cấp thiết hiện nay để bảo vệ môi trường và cuộc sống của con người.
Có nhiều phương pháp sản xuất thuốc bảo vệ thực vật, bao gồm các phương pháp tổng hợp hóa học, các phương pháp chiết xuất từ thực vật, vi khuẩn hoặc nấm, và các phương pháp sản xuất sinh học.
Các công nghệ sản xuất thuốc bảo vệ thực vật thường sử dụng các phương pháp tổng hợp hóa học để sản xuất các chất hoạt động có hiệu quả trong việc tiêu diệt sâu bệnh và côn trùng gây hại Các phương pháp này thường đòi hỏi sự chính xác và chất lượng cao để đảm bảo an toàn cho người sử dụng và độc tính thấp cho môi trường.
Tuy nhiên, các công nghệ sản xuất thuốc bảo vệ thực vật sinh học đang trở nên phổ biến hơn trong thời gian gần đây Các phương pháp sản xuất này sử dụng vi khuẩn,nấm hoặc thực vật để sản xuất các chất hoạt động có hiệu quả trong việc tiêu diệt sâu bệnh và côn trùng gây hại Các phương pháp này thường an toàn hơn và thân thiện với môi trường hơn so với các phương pháp tổng hợp hóa học.
Công nghệ sản xuất thuốc bảo vệ thực vật
Các loại thuốc bảo vệ thực vật: ã Thuụ́c BVTV dạng lỏng: thường sử dụng cho cỏc cụn trựng gõy hại dạng bay, dùng bình phun Loại này gây ô nhiễm nguồn nước và không khí Khi tiếp xúc trực tiếp với chúng hoặc hít phải khí độc Các tác hại có thể bao gồm đau đầu, chóng mặt, buồn nôn, đau họng, phát ban và dị ứng. ã Thuụ́c BVTV dạng bột: thường dựng để rắc xuụ́ng nguụ̀n nước Nờ́u sử dụng quá liều hoặc không đúng cách, TBVT dạng bột có thể gây ảnh hưởng đến môi trường, bao gồm đất, nước và không khí Khi sử dụng quá liều hoặc không đúng cách, TBVT dạng bột cũng có thể gây độc tính cho cây trồng, làm giảm năng suất và chất lượng của cây trồng hoặc gây chết cây.
Công đoạn phân tích, pha chế tại PTN: Phòng thí nghiệm có chức năng chính như sau:đây là nơi phân tích, pha chế, định lượng để tạo ra các sản phẩm khác nhau theo yêu cầu của sản phẩm Tại đây được trang bị các thiết bị như: dụng cụ khuấy trộn, dụng cụ nghiền, cân định lượng, … Sau thời gian nghiên cứu phân tích, yêu cầu đầu vào được chuyển cho bộ phận pha chế Tại bộ phận pha chế, từ yêu cầu của sản phẩm, các kỹ sư sẽ thiết kế tỷ lệ phối trộn nguyên liệu tùy theo từng sản phẩm, từ đó sẽ hình thành yêu cầu về chủng loại cũng như số lượng nguyên vật liệu cấu thành sản phẩm.
Từ sau đó là công đoạn sản xuất, sẽ tuân theo các bước sau:
Quy tình sản xuất các loại thuốc BVTV:
Hình 2 Dây chuyền công nghệ sản xuất thuốc bảo vệ thực vật dạng lỏng
Nguyên liệu được chọn và phối trộn tỉ lệ tùy theo từng sản phẩm đầu ra Với loại sản phẩm thương mại dạng lỏng, nguyên liệu sẽ được hòa trộn với dung môi để đưa ra phôi dạng lỏng; còn sản phẩm dạng bột, nguyên liệu dạng bột, khối sẽ được phối trộn theo tỉ lệ thích hợp với các chất độn cho ra sản phẩm ở dạng rắn.
Sau đó các chất được khuấy trộn và chuyển đến công đoạn định lượng, đóng gói
Thuốc BVTV dạng bột sẽ được qua máy nghiền, sau đó đưa đến cân định lượng để cân chia và đóng gói bao bì.
Thuốc BVTV dạng lỏng sau khi qua máy khuấy trộn sẽ đưa đi đóng chai Thiết bị
Công đoạn cuối cùng là kiểm tra chất lượng sản phẩm xem sản phẩm đạt yêu cầu về định lượng, bao gói hay chưa, đạt yêu cầu mới được lưu kho để cung cấp cho khách hàng.
Hình 3 Dây chuyền công nghệ sản xuất thuốc bảo vệ thực vật dạng bột
CÁC NGUỒN PHÁT SINH NƯỚC THẢI, ĐẶC TÍNH VÀ TÁC ĐỘNG CỦA CHÚNG TỚI MÔI TRƯỜNG
Các nguồn phát sinh nước thải
Nước thải từ các nhà máy sản xuất thuốc bảo vệ thực vật phát sinh từ quá trình sản xuất và sinh hoạt của công nhân trong nhà máy.
Nước thải sản xuất phát sinh từ hoạt động của nhà xưởng, ước tính chiếm khoảng 80% lượng nước cấp Lượng nước thải phát sinh từ những nguồn sau: ã Nước thải từ hệ thụ́ng xử lý bụi, khớ cú chứa chất lơ lửng, hữu cơ. ã Nước rửa chai lọ, bao bỡ, thựng phuy, thựng chứa nguyờn liệu cú chứa chất lơ lửng, chất hữu cơ. ã Nước vệ sinh mỏy múc, nhà xưởng, … cú chứa đất, cỏt, chất lơ lửng, chất hữu cơ.
Đặc tính
Nước thải sản xuất của ngành sản xuất gia công thuốc bảo vệ thực vật có đặc tính chung là tan được trong nước nhưng có chứa những chất hữu cơ độc hại, khó phân huỷ như các chất bảo vệ thực vật bị cô lập, các chất tạo mùi, các dung môi hữu cơ và các chất tạo màu Các chất bảo vệ thực vật có thể bao gồm các hoạt chất độc hại như organophosphate, carbamate, pyrethroid và herbicide, …
Tác động tiêu cực của sự ô nhiễm thuốc bảo vệ thực vật là làm suy thoái chất lượng môi trường, gây nên hiện tượng phú dưỡng nước, ô nhiễm nước, giảm tính đa dạng sinh học của khu vực.
3.2.1 Nước thải từ quá trình vệ sinh thiết bị, máy móc, nhà xưởng
- Nước thải từ quá trình vệ sinh thiết bị, máy móc và nhà xưởng: quá trình sản xuất thuốc bảo vệ thực vật đòi hỏi nhiều quá trình rửa và vệ sinh để loại bỏ các chất thải và chất bẩn Nước thải từ quá trình này có thể chứa các hợp chất độc hại và vi sinh vật gây bệnh, và cần được xử lý trước khi xả thải vào môi trường.
Nó thường chứa các hợp chất có trong thành phần thuốc trừ sau như carbonat hữu cơ, phosphat hữu cơ, … các dung môi như xylen và các chất phụ gia như keo,cát,…
- Thành phần chi tiết nước thải của công đoạn này được trình bày trong bảng dưới:
STT Thông số ô nhiễm Đơn vị tính Kết quả TCVN
Bảng 5.Thành phần nước thải từ khâu vệ sinh thiết bị
- Nước thải từ khâu vệ sinh thiết bị, máy móc và nhà xưởng của dự án có các chỉ tiêu BOD (65 mg/l) và COD (90 mg/l) cao hơn TCVN 5945-2005, cột B lần lượt là BOD gấp 1,3 lần và COD gấp 1,12 lần Do đó nước thải từ khâu này sẽ được đưa về trạm xử lý nước thải của dự án để xử lý cho đạt TCVN 5945-
2005, cột B trước khi thải vào hệ thống công chung của khu công nghiệp.
3.2.2 Nước thải từ quá trình rửa chai, bao bì, thùng chứa
- Đối với các chai đã qua một lần sử dụng, chủ đầu tư sẽ mua lại từ các nguồn hàng để tái sử dụng Các chai này phải được làm vệ sinh sạch trước khi sử dụng và sẽ làm phát sinh một lượng nước thải Tuy nhiên, lượng nước thải này không mang tính chất liên tục mà chỉ mang tính chất thời vụ Đối với các loại bao bì, thùng chứa nguyên liệu hóa chất, chủ đầu tư sẽ đem bán cho các đơn vị thu mua khác sau khi đã được rửa sạch bằng dung dịch kiềm loãng Đây là nguồn nước thải phát sinh ra một lượng đáng kể của công xưởng.
- Thành phần chi tiết nước thải công đoạn này được trình bày trong bảng dưới:
STT Thông số ô nhiễm Đơn vị tính Kết quả TCVN
Bảng 6.Thành phần nước thải từ quá trình rửa chai, bao bì và thùng chứa
- Dựa theo các thành phần nước thải từ khâu rửa chai, bao bì và thùng chứa trong bảng 12 ta thấy các chỉ tiêu pH (9,8), COD (664 mg/l), BOD (320 mg/l) vượt gấp nhiều lần so với tiêu chuẩn cho phép QCVN 24-2009, cột B Trong đó, pH vượt 1,08 lần so với giới hạn trên, COD vượt 8,3 lần và BOD vượt 6,4 lần Do đó, lượng nước thải này sẽ được xử lý trước khi thải ra hệ thống cống chung của khu công nghiệp.
3.2.3 Nước thải sinh hoạt của công nhân và nước thải sau bể tự hoại
- Bên cạnh nguồn phát sinh nước thải sản xuất thì đồng thời trong các nhà máy còn phát sinh một lượng nước thải đáng kể từ các hoạt động sinh hoạt của công nhân trong nhà máy.
- Và nước thải sinh hoạt thường có hàm lượng chất ô nhiễm tương đối cao, đặc biết là chất hữu cơ và vi sinh Do đó, sau khi qua hệ thống bể tự hoại, nước thải sinh hoạt cần phải đưa về trạm xử lý nước thải để đảm bảo nồng độ chất ô nhiễm đầu ra đạt chuẩn xả thải cho phép.
Chỉ tiêu Ký hiệu Đơn vị Kết quả pH pH - 6,5 - 7,1
Tổng hàm lượng chất rắn hoà tan TDS mg/l 60 - 100
Chất rắn lơ lửng SS mg/l 30 - 70
Nhu cầu oxy hoá học COD mg/l 70 - 300
Nhu cầu oxy sinh hoá BOD mg/l 40 - 220
Bảng 7.Thành phần nước thải sinh hoạt của công nhân
- Nước mưa thu được từ 2 nguồn: nước mưa chảy trên mái được quy ước là nước sạch và nước mưa chảy tràn trong đường nội bộ nhà xưởng Nước mưa chảy tràn có khả năng nhiễm bụi bẩn, chất rắn lơ lửng và các tạp chất khác có trong môi trường xung quanh khu vực công ty.
- Ước tính nồng độ các chất ô nhiễm trong nước mưa chảy tràn như sau:
Nhu cầu oxy hoá học (COD) 10 - 20 mg/l
Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) 10 - 20 mg/l
Bảng 8 Thành phần nước mưa ở nhà máy thuốc bảo vệ thực vật
- Tuy là trong thực tế nước mưa chỉ bị nhiễm bẩn trong vòng 20 phút đầu trong tổng thời gian mưa Tuy nhiên, nước mưa có thể nhiễm hóa chất độc hại do cuốn theo những nguyên liệu rơi vãi, nên vẫn cần thu gom và xử lý.
=> Tổng kết: Tính chất nước thải trong nhà máy sản xuất thuốc bảo vệ thực vật
Chỉ tiêu Đơn vị Nước thải sản xuất Nước thải sau trộn hoá chất xử lý nước thải pH - 9,21 6,5 - 7.5
Chất hoạt động bề mặt mg/l 0,206 0,0412
Bảng 9 Bảng tổng kết KPH
Những chỉ tiêu chính cần xử lý:
- Phân hủy các chất vô cơ, hữu cơ độc hại, khó phân hủy.
Tác động đến môi trường
- Nước thải trong ngành sản xuất thuốc bảo vệ thực vật thường chứa nhiều hợp chất hữu cơ mạch vòng khó phân huỷ Nếu không có hệ thống xử lý nước thải sản xuất bảo vệ thực vật triệt để về lâu dài, lượng nước thải này sẽ tích tụ, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường và sức khoẻ con người.
- Tác động tiêu cực đến môi trường: Nước thải sản xuất thuốc bảo vệ thực vật không được xử lý sau khi xả ra ngoài môi trường sẽ:
+ Làm ô nhiễm nguồn tiếp nhận (ao, hồ, sông, suối, biển, …) một cách rất nghiêm trọng, gây ảnh hưởng đến đời sống, thực vật trong nước.
+ Các nguồn nước thải thường chứa các thành phần có trong thuốc bảo vệ thực vật, ngấm vào đất sẽ phá huỷ thành phần hữu cơ trong đất, ảnh hưởng đến mùa màng và năng suất nông nghiệp.
- Tác động đến sức khoẻ con người:
+ Người sống gần khu vực nhà máy hoặc xung quanh khu vực tiếp nhận sẽ dễ mắc phải những căn bệnh như ghẻ lở, vàng da, ung thư, tiêu hoá, hô hấp, …
QUY TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI
Giới thiệu chung về quy trình xử lý
Hình 4 Quy trình xử lý nước thải
Thuyết minh về quy trình xử lý nước thải sản xuất thuốc BVTV:
- Nước thải đầu vào được tập trung về hố thu có kích thước sâu để thu gom nước thải,
- Trong hố thu bố trí bơm chìm để bơm nước thải sang bể điều hòa nhằm điều hòa tính chất và lưu lượng nước thải trong quá trình sản xuất.
- Trong bể điều hòa nước thải được xáo trộn liên tục nhờ máy thổi khí nhằm tránh lắng cặn và gây mùi Sau đó nước thải được bơm lên bể Fenton.
- Sau khi qua giai đoạn xử lý cơ học, do đặc thù nước thải có màu và nồng độ chất lơ lửng khá lớn nên không thể tiến hành xử lý sinh học trực tiếp mà phải xử lý bằng phương pháp hóa lý Cụ thể trong công nghệ này là sử dụng oxy hóa bậc cao bằng tác nhân fenton.
- Hệ thống fenton gồm các bể lần lượt là:
Bể khuấy trộn: hòa trộn H2SO4 giảm pH xuống 3 thích hợp cho quá trình fenton, H2O2, FeSO4 (tác chất fenton);
Bể phản ứng fenton 1 là nơi quá trình oxy hóa xảy ra làm giảm độ màu, COD;
Bể phản ứng fenton 2 kết hợp lắng: dùng NaOH để nâng pH lên 7, tại giá trị pH này Fe2+ thành Fe3+, tồn tại trong Fe(OH)3 và được tách khỏi dòng nước bằng trọng lực trong bể lắng 1.
- Sau khi thực hiện quá trình hóa lý oxy hóa bậc cao fenton, nước thải sẽ được xử lý tiếp bằng quá trình sinh học Vì giá trị BOD, COD sau fenton thấp không thích hợp quá trình sinh học hiếu khí trong bể aerotank nên có thể thay bằng lọc sinh học hiếu khí.
- Sau quá trình xử lý sinh học nước được dẫn được bơm vào bồn lọc áp lực nhằm loại bỏ hàm lượng cặn còn sót lại mà quá trình lắng chưa thực hiện được, đảm bảo độ trong cần thiết trước khi đưa vào nguồn tiếp nhận
- Tại bể khử trùng Javen sẽ được bơm vào nước thải bằng bơm định lượng Dưới tác dụng của chất oxy hóa mạnh, các vi sinh vật trong nước thải sẽ bị tiêu diệt, đảm bảo nước thải đạt tiêu chuẩn về mặt vi sinh.
- Nước thải sau xử lý đảm bảo quy chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT, sẽ xả ra nguồn tiếp nhận Quá trình lọc áp lực sẽ tạo ra cặn trong bồn lọc, sau một thời gian làm việc bồn lọc áp lực được rửa lọc nhằm tách phần cặn ra khỏi bề mặt vật liệu lọc, nước rửa lọc sẽ được dẫn vào hố thu.
Chi tiết về các thành phần
Quy trình xử lý được vẽ lại bằng sơ đồ sau:
Hình 5 Quy trình công nghệ xử lý nước thải trong NMTBVTV
4.2.1 Song chắn và hố thu gom:
Hình 6 Song chắn và hố thu gom
- Khi nước thải đi qua song chắn rác, các cặn rác thô có kích thước lớn (bao bì, nhãn mác,…) được giữ lại và được đem đi xử lý nhằm hạn chế tối đa sự hư hại hoặc tắc nghẽn các hệ thống bơm, van, hệ thống đường ống phía sau.
- Nước thải sau khi đi qua song chắn rác tự chảy về hố thu gom, hố thu gom sẽ tập trung nước thải sau đó nước thải được bơm qua bể điều hòa.
- Nước thải từ các hố thu gom sẽ được bơm về bể điều hòa để ổn định lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải, đảm bảo cho các công trinh sau hoạt động tốt
- Bể điều hòa được trang bị hệ thống báo mực nước tự động, hệ thống bơm để điều hòa lưu lượng.
- Bể trang bị thiết bị sục khí để hòa trộn đồng đều nước thải đến từ các nguồn khác nhau, và tránh lắng cặn, tranh hiện tượng phân hủy kị khí xảy ra trong bể.
- Thuốc thử Fenton là dung dịch hydro peoxit (H2O2) với sắt đen làm chát xúc tác, được sử dụng để oxi hóa các chất gây ô nhiễm hoặc nước thải như 1 phần của quá trinh oxy hóa nâng cao Thuốc thử Fenton có thể được sử dụng để phá hủy các hợp chất hữu cơ như trichlorethylene (C2HCl3 – dung môi tẩy nhờn) và tetrachloroethylene (C2Cl4 – chất lỏng giặt khô).
- Trước khi qua bể Fenton, nước thải được châm axit H2SO4 để giảm pH xuống còn 3, nhằm tạo điều khiện thích hợp để đi vào để oxi hóa bằng hệ chất Fenton. Tại đây diễn ra quá trinh oxi hóa các hợp chất vô cơ, các hợp chất hữu cơ khó phân hủy thành dễ phân hủy, tạo điều kiện cho quá trình xử lý sinh học tiếp theo.
- Quá trình này sử dụng tác nhân là tổ hợp H2O2 và muối Fe2+ làm tác nhân oxy hóa, thực tế đã chứng minh hiệu quả xử lý và kinh tế của phương pháp này khá cao.
Tuy nhiên nếu không kiểm soát lượng tác nhân và thời gian phản ứng sẽ dẫn tới khoáng hóa hoàn toàn các chất hữu cơ thành CO2, nước, các ion vô cơ; do vậy phải sử dụng nhiều hóa chất sau này, khiến chi phí xử lý cao Vì vậy chỉ nên áp dụng phương pháp Fenton để phân hủy từng phần, chuyển các chất khó phân hỉu sinh học thanh có khả năng phân hủy sinh học rồi tiếp tục dùng các quá trinh xử lý sinh học tiếp sau.
- Thông thường quy trinh oxi hóa Fenton gồm 4 giai đoạn:
Hình 9 Cơ chế phương pháp Fenton trong xử lý nước thải
1 Điều chỉnh pH phù hợp: ã Trong cỏc phương phỏp Fenton, độ pH ảnh hưởng tới tụ́c độ phản ứng và hiệu quả phân hủy các chất hữu cơ; ã pH thớch hợp cho quỏ trỡnh là từ 2 – 4, tụ́i ưu nhất là ở mức 2.8; ã Sử dụng dung dịch H2SO4, hũa trộn để làm giảm độ pH của nước thải.
2 Phản ứng oxi hóa: ã Trong giai đoạn phản ứng oxi húa xảy ra sự hỡnh thành gụ́c O H ¿ hoạt tính và phản ứng oxi hóa chất hữu cơ
→ F e 3+¿+O H −¿+OH¿ ¿ ¿ ¿ ã Gụ́c O H ¿ sau khi hỡnh thành sẽ tham gia vào phản ứng ụxi húa các hợp chất hữu cơ có trong nước cần xử lý: chuyển chất hữu cơ từ dạng cao phân thành các chất hữu cơ có khối lượng phân tử thấp
CHC ( cao phân tử )+O H ¿ →CHC ( thấp phântử )+C O 2 + H 2 O +O H −¿¿
3 Trung hòa và keo tụ ã Sau khi xảy ra quỏ trỡnh oxi húa cần nõng pH dung dịch lờn >7 để thực hiện kết tủa Fe 3+ mới hình thành: F e 3+ ¿+3 O H −¿→ Fe(OH) 3 ¿ ¿ ã Kờ́t tủa Fe(OH)3 mới hỡnh thành sẽ thực hiện cỏc cơ chờ́ keo tụ, đông tụ, hấp phụ một phần các chất hữu cơ chủ yếu là các chất hữu cơ cao phân tử.
4 Quá trình lắng: ã Cỏc bụng keo sau khi hỡnh thanh sẽ lắng xuụ́ng làm giảm COD, màu, mùi trong nước thải Sau quá trinh lắng, các chất hữ cơ còn lại trong nước thải chủ yếu là các hợp chất hữu cơ có khối lượng phân tử thấp, sẽ được xử lý bổ sung bằng phương pháp sinh học hoặc bằng phương pháp khác.
Ứng dụng của phản ứng Fenton:
+ Oxy hóa các chất vô cơ, hữu cơ, hỗ trợ quá trinh phân hủy sinh học phía sau.
Giải phòng các bọt khí nhỏ phân tán, nâng cao hiệu quả khử các loại váng dầu mỡ trong hệ thống tuyển nổi
- Nước thải từ quá trinh trên được dẫn đến bể lắng trung hòa để lắng bùn cặn sinh ra từ quá trinh oxi hóa trên, đồng thời cũng điều chỉnh pH về trung tinh để cho các vi sinh vật trong bể Anoxic xử lý sinh học hoạt động tốt hơn.
- Sử dụng NaOH để trung hòa pH.
- Bể Anoxic hay là bể thiếu khí là một trong số các bể thông thường được sử dụng trong xử lý nước thải Bể Anoxic hoạt động dựa trên các Vi sinh vật thiếu khí nhằm phản ứng phân hủy các hợp chất phức tạp có chứa Nito và phốt pho có trong nước thải.
- Được chuyên dùng để phục vụ mục đích xử lý Ni tơ và phốt Pho trong nước thải.
Hình 11 Cấu tạo bể Anoxic
Trong thực tế bể Anoxic thường được cấu tạo bằng hình trụ hoặc hình hộp Được xây dựng bằng bê tông cốt thép hoặc thép Trong bể Thiếu khí thường có các bộ phận khác hỗ trợ cho quá trình phát triển của vi sinh vật như: ã Mỏy bơm đảo trộn, khuấy trộn hoặc cỏnh khuấy chỡm; ã Hệ thụ́ng cung cấp dinh dưỡng cho vi sinh vọ̃t thiờ́u khớ phỏt triển; ã Hệ thụ́ng hụ̀i lưu bựn lại bể Anoxic sau quỏ trỡnh phản ứng.