Đánh giá sự ô nhiễm trong nước thải mạ và nghiên cứu chế tạo vật liệu phèn sunphat sắt dùng cho xử lý nước thải công ty ống thép hòa phát

i Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN THANH TUÂN ĐÁNH GIÁ SỰ Ô NHIỄM TRONG NƢỚC THẢI MẠ VÀ NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU PHÈN SUNPHAT SẮT DÙNG CHO XỬ LÝ NƢỚC THẢI CÔNG TY ỐNG THÉP HÒA PHÁT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG Thái Nguyên - 2014 ii Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN THANH TUÂN ĐÁNH GIÁ SỰ Ô NHIỄM TRONG NƢỚC THẢI MẠ VÀ NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU PHÈN SUNPHAT SẮT DÙNG CHO XỬ LÝ NƢỚC THẢI CÔNG TY ỐNG THÉP HÒA PHÁT Chuyên ngành : Khoa học môi trƣờng. Mã số ngành : 60 44 03 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS. TRỊNH LÊ HÙNG Thái Nguyên– 2014 iii Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ LờI CAM ĐOAN Sau thời gian nghiên cứu và thực tập tại phòng thí nghiệm Trung tâm Công nghệ Môi trƣờng Việt Nhật, cùng với sự giúp đỡ của giáo viên hƣớng dẫn PGS. TS Trịnh Lê Hùng, em đã chọn đề tài: “Đánh giá sự ô nhiễm trong nước thải mạ và nghiên cứu chế tạo vật liệu phèn sun phát sắt dùng cho xử lý nước thải Công ty ống thép Hòa Phát” làm Luận văn tốt nghiệp. Em xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu độc lập của bản thân em với sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô hƣớng dẫn và các bạn cán bộ tại phòng thí nghiệm tại trung tâm. Nếu có bất kỳ sự sao chép nào, em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm. Học viên Nguyễn Thanh Tuân iv Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ LỜI CẢM ƠN Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn PGS. TS Trịnh Lê Hùng và các thầy cô đã hƣớng dẫn em trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu, thực tập và hoàn thành luận văn tốt nghiệp với đề tài: “Đánh giá sự ô nhiễm trong nước thải mạ và nghiên cứu chế tạo vật liệu phèn sun phát sắt dùng cho xử lý nước thải Công ty ống thép Hòa Phát”. Sự giúp đỡ của Thầy, Cô đã giúp em vƣợt qua khó khăn để hoàn thành tốt luận văn này. Em cũng xin đƣợc cám ơn các thầy cô giáo Khoa Môi Trƣờng – Trƣờng Đại Học Nông lâm Thái Nguyên đã tân tình dạy dỗ và truyền đạt kiến thức cho em trong những năm học tại trƣờng. Em xin chân thành cảm ơn Ban giám đốc Trung tâm Công nghệ Môi trƣờng đã tạo điều kiện và giúp đỡ tận tình em trong suốt thời gian thực tập và viết luận văn tại trung tâm. Những kiến thức thực tiễn có ý nghĩa to lớn đã giúp em nâng cao trình độ chuyên môn và cho phép em hoàn thành luận văn này. Học viên Nguyễn Thanh Tuân v Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ MụC LụC Nội dung Trang LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN iv MỤC LỤC v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT viii DANH MỤC BẢNG BIỂU ix DANH MỤC HÌNH x MỞ ĐẦU 1 1. Đặt vấn đề 1 2. Mục tiêu của đề tài 2 2.1 Mục tiêu tổng quát: 2 2.2 Mục tiêu cụ thể: 3 3. Yêu cầu của đề tài 3 4. Ý nghĩa của đề tài 3 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4 1.1. Cơ sở pháp lý, lý luận 4 1.1.1. Cơ sở pháp lý 4 1.1.2. Cơ sở lý luận 5 1.2. Đặc điểm của ngành mạ nhúng nóng trên thế giới và Việt Nam 7 1.2.1. Lịch sử hình thành công nghệ mạ nhúng nóng 7 1.2.2. Giá trị của mạ nhúng nóng 8 1.2.3. Ứng dụng của công nghệ mạ nhúng nóng 10 1.2.4. Quy trình công nghệ mạ nhúng nóng 11 1.2.5. Hiện trạng ô nhiễm môi trƣờng: 13 1.2.6. Tác hại và khả năng ô nhiễm do bùn thải gây ra đối với môi trƣờng [5] 17 1.3. Các chất keo tụ, trợ keo tụ và hấp phụ 18 vi Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 1.4. Các loại phèn đƣợc dùng trong xử lý sơ bộ đối với nƣớc thải của thế giới và Việt nam [4] 22 1.5. Giới thiệu về sắt (III) hydroxyt 26 1.5.1. Đặc tính sắt (III) hydroxyt (Fe(OH) 3 ) [6] 26 1.5.2. Giới thiệu về phèn sắt Polytetsu 27 CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28 2.1. Đối tƣợng nghiên cứu 28 2.2. Phạm vi và thời gian nghiên cứu 28 2.3. Nội dung nghiên cứu 29 2.3.1. Đánh giá hiện trạng ô nhiễm môi trƣờng 29 2.3.2. Nghiên cứu khả năng kết tủa và thực hiện các phản ứng sắt (III) hydroxyt với Axít sunfuric 29 2.3.3. Đánh giá hiệu quả của phèn sắt sunphat 29 2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu 29 2.4.1. Phƣơng pháp thu thập tài liệu, số liệu thứ cấp 29 2.4.2. Phƣơng pháp thu thập số liệu sơ cấp 30 2.4.3. Phƣơng pháp lấy mẫu 30 2.4.4. Một số chỉ tiêu phân tích chất lƣợng nƣớc 31 2.4.5. Phƣơng pháp lấy mẫu nƣớc 32 2.4.6. Bố trí thí nghiệm nƣớc thải nhà máy giấy 33 2.4.7. Phƣơng pháp thực nghiệm 33 2.5. Ứng dụng sản phẩm 36 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 38 3.1. Đánh giá ô nhiễm nƣớc thải mạ công ty Ống thép Hòa Phát 38 3.1.1. Giới thiệu công ty ống thép Hòa Phát 38 3.1.2. Công nghệ sản xuất của Nhà máy 39 3.1.3. Nguồn phát sinh ô nhiễm 41 vii Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 3.2. Đánh giá khả năng kết tủa và thực hiện các phản ứng sắt (III) hydroxyt với Axít sunfuric 51 3.2.1. Xác định thành phần hóa học các kim loại trong bột hydroxyt thu hồi từ bột sắt nhà máy ống thép Hòa Phát 51 3.2.2. Chế tạo phèn Polytetsu [Fe 2 (OH) n (SO 4 ) 3-n/2 ] m 53 3.2.3. Phân tích xác định thành phần của sản phẩm 54 3.2.4. Đánh giá khả năng thủy phân tạo bông của polytetsu tự chế tạo 56 3.3. Đánh giá hiệu quả của phèn sắt(III) sunphat 57 3.3.1. So sánh với một số vật liệu phèn nhôm PAC trên thị trƣờng hiện có và Phèn sắt (III)sunphat 57 3.3.2. Đánh giá khả năng sản xuất và bảo quản 62 3.3.3. Đánh giá khả năng ứng dụng thực tế 63 3.3.4. Đánh giá triển vọng 63 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 64 1. Kết luận 64 2. Kiến nghị 65 viii Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Chú thích BTNMT Bộ Tài nguyên Môi trƣờng BOD Nhu cầu oxi sinh hóa BQL Ban quản lý COD Nhu cầu oxi sinh học CHXHCN Cộng hòa xã hội chủ nghĩa CP Chính phủ DO Hàm lƣợng oxi hòa tan ĐTM Đánh giá tác động môi trƣờng HĐKT Hợp đồng kinh tế KCN Khu công nghiệp NQ Nghị quyết NĐ Nghị Định PAV Poly Alumin Clorua QCVN Quy chuẩn Việt Nam QH Quốc hội TCCP Tiêu chuẩn cho phép TNHH Trách nhiệm hữu hạn TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TSS Tổng chất rắn lơ lửng VIFOTEC Vietnam fund for supporting technological creations (Quỹ hỗ trợ sáng tạo Kỹ thuật Việt Nam) ix Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ DANH MỤC BẢNG BIỂU Trang Bảng 2.1. Một số chỉ tiêu phân tích nƣớc mặt 31 Bảng 3.1. Kết quả phân tích mẫu nƣớc thải sinh hoạt 45 Bảng 3.2. Thành phần nƣớc thải sản xuất trƣớc xử lý 49 Bảng 3.3. kết quả phân tích nƣớc thải mạ 47 Bảng 3.4. Kết quả phân tích nƣớc thải sau xử lý 50 Bảng 3.5. Kết quả kiểm tra sắt trong bột sắt thải 52 Bảng 3.6. Các tỉ lệ hóa chất dùng trong điều chế phèn sắt polytetsu 53 Bảng 3.7. Kết quả chế tạo phèn sắt polytetsu phối trộn H 2 O: H 2 SO 4 53 Bảng 3.8. Kết quả phân tích thành phần hóa học của polytetsu trên thị trƣờng và sản phẩm điều chế đƣợc 55 Bảng 3.9. Khảo sát quá trình đông keo tụ khi chỉ sử dụng chất keo tụ nồng độ phèn sắt (III) sunphat với hàm lƣợng thay đổi để xác định tốc độ lắng (trong 100ml mẫu nƣớc thải giấy) 56 Bảng 3.10. Độ đục (NTU) và tỉ lệ tăng, giảm độ đục (%) theo thời gian keo tụ bằng phèn nhôm PAC 57 Bảng 3.11. Biến động pH và hàm lƣợng AL (mg/l) theo thời gian sau xử lý hóa chất58 Bảng 3.12. Độ đục (NTU) và tỉ lệ tăng, giảm độ đục (%) theo thời gian keo tụ bằng sản phẩm phèn Sắt chế tạo 59 Bảng 3.13. Biến động pH và hàm lƣợng Fe tổng (mg/l) theo thời gian sau xử lý hóa chất 60 Bảng 3.14. Tính chi phí sản xuất 1kg phèn 62 x Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ DANH MỤC HÌNH Trang Hình 1.1. Sơ đồ công nghệ mạ ống kẽm nhúng nóng 12 Hình 1.2. Sơ đồ công nghệ xử lý nƣớc thải mạ[1] 13 Hình 2.1. Đƣờng chuẩn Fe 34 Hình 2.2. Đƣờng chuẩn Mn 35 Hình 2.3. Đƣờng chuẩn NH 4 + 35 Hình 2.4. Đƣờng chuẩn COD 36 Hình 3.1. Vị trí và giới hạn tọa độ tiếp giáp của Công ty đƣợc thể hiện trong hình sau 38 Hình 3.2. Sơ đồ công nghệ sản xuất nhà máy ống Thép Hòa Phát 40 Hình 3.3. Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nƣớc thải Công ty ống thép Hòa Phát 47 Hình 3.4. Biểu đồ COD trong nƣớc thải công Mạ 48 Hình 3.5. Biểu đồ BOD trong nƣớc thải công Mạ 49 Hình 3.6. Biểu đồ Fe trong nƣớc thải công Mạ 49 Hình 3.7. Thành phần bùn thải 52 [...]... từ sắt (III) hydroxyt của bùn thải của một số nhà máy mạ Từ đó giảm thiểu mức độ ô nhiễm do hoạt động sản xuất ngành mạ ra môi trƣờng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 3 2.2 Mục tiêu cụ thể: - Đánh giá tính ƣu việt khi sử dụng phèn sắt so với phèn nhôm PAC trong xử lý nƣớc nói chung và xử lý nƣớc thải nói riêng - Đánh giá khả năng ứng dụng phèn sắt trong các công đoạn xử lý nƣớc... Việc đẩy mạnh và phát triển của ngành công nghiệp trong nƣớc kéo theo lƣợng chất thải công nghiệp ngày một gia tăng nhiều hơn cả về số lƣợng lẫn chủng loại Ở nƣớc ta vài năm trở lại đây đang tập trung phát triển các ngành công nghiệp phụ trợ, trong đó kỳ vọng đặc biệt vào ngành gia công kim loại Do vậy, nhu cầu gia công mạ kim loại ngày càng lớn và cũng từ đó việc xử lý chất thải trong gia công mạ - một... năm Trong công nghiệp sản xuất dụng cụ cơ khí nói chung và các ngành gia công chế tạo kết cấu đang phát triển nói riêng thì công nghệ mạ bao gồm 2 loại hình công nghệ chính là mạ điện và mạ nhúng nóng Hai hình thức này tồn tại song song cùng với nhau, nhƣng khác nhau về mức độ 1.2.4 Quy trình công nghệ mạ nhúng nóng + Quy trình công nghệ mạ: Cũng vì vậy nƣớc thải chủ yếu đƣợc xử lý bằng cách dùng vôi... không đƣợc quan tâm đúng mức, chất thải sinh ra từ các quá trình sản xuất và sinh hoạt không đƣợc xử lý trƣớc khi thải ra môi trƣờng nên gây ô nhiễm môi trƣờng trầm trọng Kết quả các nghiên cứu gần đây về hiện trạng môi trƣờng ở nƣớc ta cho thấy, hầu hết các nhà máy, cơ sở xi mạ kim loại có quy mô vừa và nhỏ, áp dụng công nghệ cũ và lạc hậu Trong quá trình sản xuất, tại các cơ sở này, vấn đề xử lý ô. .. Kim loại cho thêm này truyền cho thép những tính chất đặc biệt Ví dụ nhƣ thép Crôm-Niken cứng, chịu nhiệt và không rỉ Thép Crôm-molipden và thép Crôm- vanadi đều cứng, bền ở nhiệt độ cao và áp suất cao dùng làm chi tiết của máy bay và máy nén Thép Vônfram cứng, dai và chịu nhiệt, dùng làm dụng cụ cắt gọt Thép silic dùng làm thiết bị điện nhƣ môtơ, máy phát, biến thế 1.2 Đặc điểm của ngành mạ nhúng... đoạn xử lý nƣớc thải - Đánh giá tính hiệu quả sản xuất phèn sắt từ bùn thải thành hàng hóa 3 Yêu cầu của đề tài - Nghiên cứu ảnh hƣởng của phèn sắt đến các quá trình trong xử lý nƣớc thải - Lấy mẫu phân tích, so sánh với sử dụng phèn nhôm PAC về hiệu quả xử lý và hiệu quả kinh tế - Phải ứng dụng đƣợc cho thực tế 4 Ý nghĩa của đề tài Về khoa học: tìm hiểu cơ chế keo tụ và hấp phụ trong môi trƣờng tự nhiên... Đặt vấn đề Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của quá trình công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nƣớc, thực trạng môi trƣờng hiện nay tại các ô thị lớn và các khu công nghiệp đang bị ảnh hƣởng nghiêm trọng và là mối lo ngại cho các cơ quan quản lý nhà nƣớc cũng nhƣ toàn thể dân cƣ trong khu vực Ô nhiễm môi trƣờng nói chung và tình trạng môi trƣờng do nƣớc thải công nghiệp nói riêng là một trong những vấn đề... loại phèn đƣợc dùng trong xử lý sơ bộ đối với nƣớc thải của thế giới và Việt nam [4] Phèn dùng trong xử lý nước thải tại Việt nam Từ trƣớc tới nay, ở nƣớc ta chất keo tụ đƣợc sử dụng để lắng trong nƣớc sinh hoạt là nhôm sunfat (thƣờng gọi là phèn đơn) hoặc nhôm kali, nhôm amon sunfat (thƣờng gọi chung là phèn kép) hoặc dung dịch phèn nhôm mới là chất mới đƣợc tổng hợp ra gọi là polyalumin clorua (nhôm... làm khô trong các phản ứng nhất định - Đƣợc sử dụng trong nƣớc và xử lý nƣớc thải phosphate kết tủa nhƣ phosphate sắt (III) - Đƣợc sử dụng bởi các thợ thủ công con dao và thanh kiếm Smiths vết lƣỡi, để cung cấp cho một hiệu ứng tƣơng phản với kim loại, và để xem các lớp kim loại hoặc không hoàn hảo - Cần thi và tiền phạt trong sự chạm lom và cho khắc in ống đồng hình trụ đƣợc sử dụng trong ngành công. .. http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 22 Phèn thƣờng dùng để lắng trong nƣớc là phèn nhôm PAC và phèn sắt trong đó thành phần chủ yếu là nhôm sunfat (AL2(SO4)3, sắt( III) clorua FeCl3 đôi khi dùng sắt( III) sunfat Fe2(SO4)3 và sắt (II) sunfat FeSO4 Ƣu điểm của loại phèn này là khả năng tạo ra hệ keo kị nƣớc và khi keo tụ thì tao ra bông cặn có bề mặt hoạt tính phát triển cao, có khả năng hấp thụ, thu hút, dính kêt các tạp chất và keo . ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN THANH TUÂN ĐÁNH GIÁ SỰ Ô NHIỄM TRONG NƢỚC THẢI MẠ VÀ NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU PHÈN SUNPHAT SẮT DÙNG CHO XỬ LÝ NƢỚC THẢI CÔNG TY ỐNG THÉP HÒA PHÁT Chuyên. trong nước thải mạ và nghiên cứu chế tạo vật liệu phèn sun phát sắt dùng cho xử lý nước thải Công ty ống thép Hòa Phát làm Luận văn tốt nghiệp. Em xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu. tập, nghiên cứu, thực tập và hoàn thành luận văn tốt nghiệp với đề tài: Đánh giá sự ô nhiễm trong nước thải mạ và nghiên cứu chế tạo vật liệu phèn sun phát sắt dùng cho xử lý nước thải Công ty