nghiên cứu thiết kế hệ thống tự động kiểm soát hàm lượng sản phẩm dầu mỏ trong nước thải lacanh tàu cá

- 1- ĐẶT VẤN ĐỀ Bảo vệ môi trường phát triển bền vững trở thành chiến lược có tầm quan trọng đường lối phát triển kinh tế – xã hội quốc gia nói chung, ngành kinh tế địa phương nói riêng Việt Nam “tài nguyên biển, đặc biệt tài nguyên sinh vật vùng biển ven bờ, bị suy giảm đáng kể, môi trường biển bắt đầu bị ô nhiễm, trước hết dầu mỏ”.(mục II chương 2: vấn đề môi trường cấp bách việt nam), trích “ Báo cáo Việt Nam môi trường, hội nghị thượng đỉnh trái đất họp Rio de Janeirio, Brazil tháng năm 1992” Ngày 25 tháng năm 1998 Bộ Chính Trị Trung Ương Đảng Cộng Sản Việt Nam thị 36 CT/TW khẳng định: “Bảo vệ môi trường vấn đề sống đất nước, nhân loại, nhiệm vụ có tính xã hội sâu sắc, gắn liền với đấu tranh xoá đói giảm nghèo nước, với đấu tranh hoà bình tiến xã hội phạm vi toàn giới” Nền kinh tế biển nói chung kinh tế nghề cá nói riêng ngày đóng vai trò quan trọng đời sống người, tàu thuyền nghề cá phương tiện thiếu ngành khai thác thuỷ sản Bên cạnh đó, có tồn đọng không tách khỏi hoạt động ấy, người – với nhiều lý tự làm ngày xấu môi trường xung quanh Đó tượng dầu tràn biển ô nhiễm môi trường biển Mức độ ô nhiễm môi trường sinh thái biển ngày nghiêm trọng nguyên nhân chất thải từ tàu nước thải lacanh, dầu mỏ, dầu bôi trơn, nhiên liệu… tất chất thải ngày nhiều số lượng tàu thuyền tăng mạnh không tàu cá, tàu du lịch mà loại tàu vận tải biển Mặt khác trình độ người sử dụng thấp họ không ý thức hậu việc họ làm Để cho môi trường sinh thái biển ngày đẹp - 2- đến lúc không muốn nói muộn cần phải đặt vấn đề hạn chế chất thải gây ô nhiễm từ tàu thuỷ Một yêu cầu thiết thực phải tăng cường công tác quản lý có biện pháp xử lý nước thải đáy tàu (nước lacanh) trước thải biển Đây lý do, động lực thúc để lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu thiết kế hệ thống tự động kiểm soát hàm lượng sản phẩm dầu mỏ nước thải lacanh tàu cá” Bố cục luận án gồm: • Chương 1: Tổng quan ô nhiễm môi trường nước • Chương 2: Cơ sở thiết kế hệ thống tự động kiểm soát nước thải lacanh tàu cá • Chương 3: Chế tạo mẫu hệ thống tự động kiểm soát nước thải lacanh tàu cá • Chương 4: Kết thảo luận Luận văn hoàn thành Khánh Hoà với 91 trang thuyết minh 21 trang phụ lục Tuy cố gắng trình bày hiểu biết suy nghó cách logic song chắn không tránh khỏi thiếu sót Rất mong dẫn đóng góp xây dựng quý thầy giáo đồng nghiệp để luận án hoàn chỉnh có giá trị thực tế cao Tôi xin chân thành cảm ơn Nha trang, tháng 11 năm 2007 Tác giả; Đỗ Ngọc Minh - 3- Chương TỔNG QUAN VỀ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG - 4- 1.1 KHÁI NIỆM VỀ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG 1.1.1 Môi trường Căn cư vào luật môi trường quốc hội khóa IX kỳ họp thứ tư từ ngày 6-30/12/1994 thông qua, môi trường bao gồm yếu tố tự nhiên yếu tố vật chất nhân tạo quan hệ mật thiết với bao quanh người, có ảnh hưởng đến đời sống, sản xuất, tồn tại, phát triển người thiên nhiên Môi trường tổ hợp thành phần giới vật chất làm sở cho tồn tại, phát triển sinh vật người Hay nói cách khác tất xung quanh Ví dụ như: đất, nước, không khí, sở hạ tầng… 1.1.2 Ô nhiễm môi trường Theo Pts Lê Trình [1]: Sự ô nhiễm chuyển hóa chất thải lượng vào môi trường đến mức có khả gây tác hại đến sức khỏe người, đến phát triển sinh vật làm suy giảm chất lượng môi trường Theo Rabtikov, Ermakov: Ô nhiễm tổng hợp trình thải vật chất vào sinh dẫn đến thay đổi cách không bình thường trường trung bình có giá trị trung bình chất hệ Cũng có ý kiến cho rằng: ô nhiễm môi trường trình thải chất ô nhiễm với liều lượng lớn giá trị trung bình tự nhiên chúng ta, thải vào môi trường chất có nguồn gốc nhân tạo 1.2 PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC TÍNH CỦA NƯỚC THẢI 12.1 Phân loại nước thải Người ta định nghóa nước thải chất lỏng thải sau trình sử dụng người bị thay đổi tính chất ban đầu chúng Thông thường nước thải phân loại theo nguồn gốc phát sinh chúng Đó sở cho việc lựa chọn biện pháp công nghệ xử lý kiểm soát - 5- nước thải cách tối thiểu Theo cách phân loại này, có loại nước thải đây:[7] Nước thải sinh học: nước thải từ khu dân cư, khu vực hoạt động thương mại, công sở, trường học, sở tương tự khác Nước thải công nghiệp: (còn gọi nước thải sản xuất) nước thải từ nhà máy hoạt động, có nước thải sinh hoạt nước thải công nghiệp chủ yếu Nước thải đô thị: thuật ngữ chung chất lỏng hệ thống cống thoát thành phố Đó hỗn hợp nước thải kể 1.2.2 Các tính chất đặc trưng nước thải Bảng tính chất đặc trưng nước thải trình bày phụ lục 1-1.[7] 1.3 ẢNH HƯỞNG CỦA SỰ Ô NHIỄM ĐỐI VỚI MÔI TRƯỜNG BIỂN Trước người ta thường nghó rằng, biển đại dương rộng lớn bao la chẳng bị ô nhiễm Nhưng ngày người ta nhận thức điều Biển đại dương bị ô nhiễm đánh giá ảnh hưởng có hại tác động có hại người gây Nước đại dương dung dịch phức tạp có chứng cho thấy thành phần chúng thay đổi hàng triệu năm qua ổn định mà sinh vật biển hoá cao không chịu thay đổi môi trường Như vậy, đại dương hệ sinh thái dễ hỏng dễ bị ô nhiễm Bản đồ địa hình đại dương cho thấy, có hai thành phần riêng biệt nghiên cứu biển đại dương: thềm lục địa đại dương sâu Thềm lục địa, đặc biệt khu vực gần cửa sông nguồn cung cấp thức ăn, khai thác thuỷ sản Khu vực tiếp nhận tải trọng ô nhiễm lớn - 6- Nhiều cửa sông gần ngư thượng bị ô nhiễm đến mức tồi tệ Một số vùng biển lớn Bantic, Địa Trung Hải bị đe doạ trở nên hư hại vónh viễn Mặc dù có nhiều quốc gia giới hạn chế cách nghiêm ngặt việc thải nước thải biển, Việt Nam nhiều thành phố thải nước thải chưa qua xử lý vào môi trường Nước thải thường dẫn hệ thống ống xa bờ thải qua đầu khuếch tán để đạt mức pha loãng tối đa Tuy vậy, tranh luận tiếp tục sử dụng biển làm nơi thải hậu lâu dài xảy ra? 1.4 CÁC TÁC NHÂN GÂY Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG BIỂN 1.4.1.Các chất hữu Loại có cacbonhydrat, protein, chất béo, hóa chất, bảo vệ thực vật, hợp chất phenol… Đây chất gây ô nhiễm phổ biến có nước thải khu dân cư, khu công nghiệp chế biến thực phẩm, vùng nông nghiệp, khu công nghiệp lọc dầu Các chất gây tác hại lớn đến nguồn lợi thủy sản chúng có khả gây thiếu ôxy nước dẫn đến sinh vật sống môi trường nước 1.4.2.Các kim loại nặng Hầu hết kim loại nặng có độc tính cao người động vật có vú, bò sát, tôm cá… Các kim loại nặng thường có nước thải công nghiệp như: Chì, thủy ngân, crôm, mangan… 1.4.3 Dầu mỡ Dầu mỡ chất lỏng có thành phần hóa học phức tạp, độc tính tác động sinh thái dầu mở phụ thuộc vào loại Dầu thô chứa hàng ngàn - 7- phân tử khác phần lớn hydrôcácbon số chất như: lưu huỳnh, nitơ, kim loại… Dầu mỡ có độc tính cao tương đối bền nước Hầu hết môi trường sống thực vật, động vật bị ảnh hưởng dầu 1.4.4.Hàm lượng sinh thái chất nhiễm bẩn vùng biển ven bờ Mỗi quốc gia ban hành tiêu chuẩn hàm lượng chất ô nhiễm Tuy nhiên tính an toàn môi trường quốc gia khác Xác định giới hạn an toàn sinh thái công việc khó khăn Nó chép từ công trình sang công trình khác Trong điều kiện môi trường nước ta bắt đầu xuất tình trạng ô nhiễm việc tìm giới hạn chất ô nhiễm chưa nhiều Tùy theo quốc gia mà có chất ô nhiễm mà nước đặt tiêu chuẩn nước chưa cần ngược lại có chất ô nhiễm nước chưa cần ta cần phải có Ví dụ: quy định an toàn sinh thái cho trại cá giống, khu vực nuôi trồng thủy sản… Sau hàm lượng số chất ô nhiễm mà nước ta quy định giới hạn cho phép Bảng giá trị giới hạn nồng độ cho phép chất ô nhiễm nươc biển ven bờ (TCVN 5943 – 1995) trình bày phụ lục 1.3[7] 1.5 ĐẶC ĐIỂM CỦA NƯỚC THẢI LACANH 1.5.1 Nước lacanh Trong trình khai thác tàu, khai thác hệ động lực, lượng nước chứa dầu thường xuyên tạo ra, tích tụ lại buồng máy, nước gọi mước la canh Vậy nước lacanh tạo thành kết việc sử dụng dầu sản phẩm dầu làm nhiên liệu, dầu bôi trơn cho cho thiết bị động lực, cho tất máy móc tàu Mặt khác nước lacanh tạo thành dò rỉ, thấm lót từ đường ống buồng bơm trình vận chuyển đầu đốt, dầu nhờn Cũng việc sử dụng dầu để lau chùi, vệ sinh máy - 8- móc, vệ sinh trang thiết bị Ngoài dầu đốt, dầu nhờn, nước lacanh có chứa nhiều tạp chất khác xà phòng, chất tẩy rửa, cặn bẩn Lượng hỗn hợp nước – dầu tạo thành đáy buồng máy phụ thuộc vào loại tàu, cỡ tàu, công suất máy chính, máy đèn, máy phụ, cách bố trí buồng máy mặt khác phụ thuộc vào trình độ, kỹ thuật khai thác, ý thức sỹ quan, thợ máy thuyền viên tàu Người ta có khả tính toán ngày đêm phụ thuộc vào lượng chiếm nước tàu bảng đây: Bảng 1.1 Lượng nước lacanh sau ngày đêm theo lượng chiếm nước tàu [8] TT Lượng chiếm nước tàu, Lượng nước lacanh sau (tấn) Tàu 100 Tàu từ 101÷250 251÷500 501÷750 751÷1.000 1.001÷1.250 1.251÷1.500 1.501÷4.000 4.001÷10.000 10 Tàu 10.000 1.5.2 Đặc điểm nước lacanh ngày đêm, (m3) 0,1 m3/ngày đêm 0,1÷0,3 0,3÷0,6 0,6÷0,9 0,9÷1,2 1,2÷1,8 1,8÷2,5 2,5÷6,0 6,0÷10 10÷15 • Tính chất lý hóa nước lacanh thay đổi thường xuyên theo thời gian phụ thuộc vào nguồn gốc tạo thành • Hàm lượng dầu nước lacanh dao động khoảng rộng, thường tửứ 300ữ1000mg/l ã Khoỏi lửụùng rieõng cuỷa hoón hụùp khoõng cố định, dao động phụ thuộc vào hàng loạt yếu tố • Nước lacanh phân lớp rõ rệt có nghóa hầu hết dầu bẩn lên trên, phần chủ yếu nước - 9- • Không có dầu nước sạch, mà phần phần chúng trộn lẫn với nhau, người ta thường gọi “dầu ngâm nước” tàu không lúc đứng yên khai thác • Trong nước lacanh có chất tẩy rửa, cặn, hạt với kích thước khác từ 10ữ30micromet ã Maởc duứ dau khoõng tan nửụực, song thực tế hàm lượng dầu hòa tan leõn ủeỏn 5ữ10 phan trieọu ã Moọt soỏ taứi lieọu thí nghiệm cho thấy, nước lacanh có hàm lượng dầu trung bình khoảng 2000mg/l 1.6 MỘT SỐ QUI ĐỊNH VỀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG BIỂN 1.6.1 Các công ước quốc tế  Năm 1921 – Anh: hội nghị chủ tàu, đại diện ngành công nghiệp dầu mỏ, nghiên cứu vấn đề ô nhiễm biển dầu gây đề biện pháp ngăn ngừa  Năm 1926 – Washington: hội nghị quốc tế qui định vùng biển ven bờ không xả dầu trang thiết bị phân ly lọc nước lacanh buồng máy cho tàu thủy  Năm 1954 – London: hội nghị quốc tế, đại diện nước có đội tàu 100.000 đăng ký, 33 nước tham gia, 10 nước quan sát viên Công ước quốc tế ô nhiễm dầu, 1954 (OILPOL), nội dung: •Quy định vùng biển không xả dầu tối thiểu cách bờ 50 hải lý •Quy định tàu phải có nhật ký công việc có liên quan đến dầu  Năm 1962 – London: Hội nghị quốc tế bổ sung, sửa đổi OILPOL 54, có hiệu lực từ ngày 19/1/1978 - 10- •Tàu tàu dầu xả xuống biển điều kiện sau: Tàu chạy Cường độ xả tức không 60lít/hải lý Càng xa bờ tốt •Đối với tàu dầu: Tàu chạy Cường độ xả tức không 60lít/hải lý Tổng lượng dầu xả biển chuyến không hàng không vượt 1/15.000 trọng lượng tàu Tàu cách bờ 50 hải lý Các quy định việc xả dầu nước lacanh buồng máy tàu dầu tương tự tàu tàu dầu  MARPOL 73/78: Là chữ viết tắt Marine Pollution, công ước hàng hải ta thường gọi đầy đủ là:”công ước quốc tế ngăn ngừa ô nhiễm biển tàu gây ra” Công ước dựa sở công ước quốc tế ngăn ngừa ô nhiễm biển dầu, thông qua năm 1954, gọi tắt OILPOP – 54 (oil pollution) Tổ chức Hàng Hải Quốc Tế (IMO: International Maritime Organization, đời ngày 25/5/1957) thông qua công ước quốc tế ngăn ngừa ô nhiễm biển tàu gây ra, vào ngày 2/11/1973 London sau bổ sung nghị định thư quan trọng vào năm 1978 Chính ví công ước quốc tế mang số 73 78: MARPOP 73/78 MARPOP 73/78 qui định số nội dung cụ thể khai thác tàu, trang thiết bị tàu: - 95- 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 (theoN) Cadani Chì Crôm (IV) Crôm (III) Clo Đồng Flona Kẽm Mangan Sắt Thủy ngân Sunfua Xianna Phenol Váng dầu mỡ Nhũ dầu mỡ Tổng hóa chất BVTV Coliform mg/ml mg/ml mg/ml mg/ml mg/ml mg/ml mg/ml mg/ml mg/ml mg/ml mg/ml mg/ml mg/ml mg/ml mg/ml mg/ml mg/ml 0.005 0.1 0.05 0.1 -0.02 1.1 0.1 0.1 0.1 0.005 0.01 0.01 0.001 0.05 0.005 0.05 0.05 0.1 0.1 0.01 1.5 0.01 0.1 0.1 0.005 0.005 0.01 0.001 0.01 0.01 0.1 0.05 0.1 -0.02 1.5 0.1 0.1 0.3 0.01 0.01 0.02 0.002 0.3 0.05 MPN/1 00ml 1000 1000 1000 Phuï luïc 1.4 Theo qui định 9.10 phụ lục I công ước quốc tế Marpol 73/78 tàu nêu bảng đây: Các vùng biển Loại cỡ tàu Điều kiện thải Được phép thải khi: Tàu chạy - Tàu dầu Vùng - Tàu hàng ≥400 tđk Nước thải tàu có nồng độ dầu