Đánh giá ô nhiễm môi trường không khí do hoạt động đúc cơ khí tại nhà máy Vitech Việt Nam, cụm công nghiệp Tân Hồng Hoàn Sơn, Bắc Ninh

ii ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRỊNH QUỲNH ANH ĐÁNH GIÁ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ DO HOẠT ĐỘNG ĐÚC CƠ KHÍ TẠI NHÀ MÁY VITECH VIỆT NAM, CỤM

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

TRỊNH QUỲNH ANH

ĐÁNH GIÁ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ

DO HOẠT ĐỘNG ĐÚC CƠ KHÍ TẠI NHÀ MÁY VITECH VIỆT NAM, CỤM CÔNG NGHIỆP TÂN

HỒNG – HOÀN SƠN, BẮC NINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

Hà Nội – Năm 2014

ii

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

TRỊNH QUỲNH ANH

ĐÁNH GIÁ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ

DO HOẠT ĐỘNG ĐÚC CƠ KHÍ TẠI NHÀ MÁY VITECH VIỆT NAM, CỤM CÔNG NGHIỆP TÂN

HỒNG – HOÀN SƠN, BẮC NINH

Chuyên ngành: Môi trường trong phát triển bền vững

(Chương trình đào tạo thí điểm)

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS.TRỊNH THỊ THANH

Hà Nội – Năm 2014

LỜI CẢM ƠN

Được sự phân công của Trung tâm nghiên cứu tài nguyên và môi trường, Đại học Quốc gia Hà Nội, và sự đồng ý của Cô giáo hướng dẫn PGS TS Trịnh Thị

Thanh tôi đã thực hiện đề tài “Đánh giá ô nhiễm môi trường không khí do hoạt

động đúc cơ khí tại nhà máy Vitech Việt Nam, cụm công nghiệp Tân Hồng – Hoàn Sơn, Bắc Ninh”

Để hoàn thành khóa luận này, tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo đã tận tình hướng dẫn, giảng dạy trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và rèn luyện

ở Trung tâm nghiên cứu tài nguyên và môi trường, Đại học Quốc gia Hà Nội

Xin chân thành cảm ơn Cô giáo hướng dẫn PGS.TS Trịnh Thị Thanh đã tận tình, chu đáo hướng dẫn tôi thực hiện khóa luận này

Mặc dù đã có nhiều cố gắng để thực hiện đề tài một cách hoàn chỉnh nhất, song do buổi đầu mới làm quen với công tác nghiên cứu khoa học, tiếp cận với thực

tế sản xuất cũng như hạn chế về kiến thức và kinh nghiệm nên không thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định mà bản thân chưa thấy được Tôi rất mong được sự góp ý của quý Thầy, Cô giáo và các bạn đồng nghiệp để khóa luận được hoàn chỉnh hơn

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 8 tháng 11 năm 2014 Học viên

Trịnh Quỳnh Anh

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nêu trong Luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện Luận văn này đã được cảm ơn và thông tin trích dẫn trong Luận văn đã được ghi rõ nguồn gốc

Học viên thực hiện Luận văn

Trịnh Quỳnh Anh

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

LỜI CAM ĐOAN iv

MỤC LỤC v

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT viii

DANH MỤC BẢNG ix

DANH MỤC HÌNH x

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 2

3 Đối tượng, phạm vi 2

4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 2

5 Cấu trúc của luận văn 2

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 4

1.1 Giới thiệu chung về ngành đúc cơ khí ở Việt Nam 4

1.1.1 Mô tả quá trình đúc cơ khí 4

1.1.2 Sử dụng tài nguyên, ô nhiễm môi trường và an toàn sản xuất trong ngành đúc cơ khí 6

1.2 Một số phương pháp xử lý khí bụi đã áp dụng của một số nhà máy đúc cơ khí 9

1.2.1 Lọc bụi túi vải 9

1.2.2 Lọc bụi tĩnh điện 11

1.2.3 Phương pháp cylone 12

1.2.4 Phương pháp ướt 13

1.3 Đánh giá hiệu quả của một số phương pháp xử lý bụi của nhà máy đúc cơ khí 13

1.4 Tổng quan về Nhà máy Vitech Việt Nam 15

1.4.1 Lịch sử hình thành và phát triển của Công ty 15

1.4.2 Công nghệ của nhà máy 20

1.4.3 Nhu cầu sử dụng nguyên liệu, nhiên liệu của nhà máy Vitech 22

1.5 Hiện trạng các công trình xử lý khí thải 23

CHƯƠNG 2 ĐỊA ĐIỂM, THỜI GIAN, PHƯƠNG PHÁP LUẬN VÀ

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25

2.1 Địa điểm, thời gian 25

2.2 Phương pháp luận và phương pháp nghiên cứu 25

2.2.1 Phương pháp luận: 25

2.2.2 Phương pháp nghiên cứu 25

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 29

3.1 Hiện trạng chất lượng môi trường không khí tại nhà máy Vitech 29

3.1.1 Chất lượng môi trường khí thải 29

3.1.2 Phương pháp thực hiện lấy mẫu 31

3.2 Tính toán tải lượng chất ô nhiễm không khí trong quá trình đốt cháy nhiên liệu 33

3.2.1 Nhiên liệu dùng cho quá trình sấy khuôn 33

3.2.2 Tính toán tải lượng ô nhiễm từ quá trình sấy sử dụng nhiên liệu là dầu FO của nhà máy 34

3.2.3 Tính toán tải lượng chất ô nhiễm trong quá trình đúc 37

3.2 Tính toán quá trình khuếch tán chất ô nhiễm môi trường không khí theo mô hình Gauss 39

3.2.1 Giới thiệu về mô hình lan truyền Gauss 39

3.2.2 Tính toán chiều cao hiệu quả của ống khói 42

3.3 Ứng dụng mô hình Gauss mô phỏng quá trình khuếch tán ô nhiễm môi trường không khí vào hoạt động của nhà máy Vitech 43

3.3.1 Số liệu đầu vào 43

3.4 Đánh giá sự ô nhiễm môi trường không khí do hoạt động của Nhà máy Vitech Việt Nam 51

3.4.1 Nồng độ tối đa cho phép của bụi và các chất vô cơ trong khí thải công nghiệp khi phát tán vào môi trường không khí (QCVN 19:2009/BTNMT) 51

3.4.2 Nhận xét 52

3.5 Một số biện pháp kiểm soát ô nhiễm môi trường không khí tại Nhà máy Vitech Việt Nam bằng sản xuất sạch hơn 53

3.5.1 Các biện pháp sản xuất sạch hơn có thể áp dụng cho nhà máy 53

3.5.2 Tính khả thi và chi phí hiệu quả đối với sản xuất sạch hơn 59

3.6 Kiểm soát ô nhiễm môi trường không khí bằng giải pháp khống chế và xử lý tại nguồn 61 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 63

1 Kết luận 63

2 Kiến nghị 63

TÀI LIỆU THAM KHẢO 64

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Tiêu thụ nguyên nhiên liệu trên một tấn sản phẩm [4] 7

Bảng 1.2 So sánh hiệu quả các phương pháp xử lý bụi 14

Bảng 1.3 Lượng mưa, độ ẩm tương đối và nhiệt độ trung bình trong 5 năm 18

Bảng 3.1 Kết quả phân tích môi trường không khí khu vực sản xuất 29

Bảng 3.2 Kết quả phân tích môi trường không khí xung quanh 30

Bảng 3.3 Kết quả phân tích môi trường không khí sau ống thoát khí 30

Bảng 3.4 Bảng thành phần phần trăm các chất trong dầu FO 34

Bảng 3.5 Kết quả tính toán tải lượng và nồng độ khí thải và bụi phát sinh khi đốt cháy nhiên liệu dầu FO[1] 35

Bảng 3.6 Bảng so sánh kết qủa nồng độ chất ô nhiễm tính toán lý thuyết với giới hạn cho phép của khí thải nhà máy đang hoạt động theo QCVN 19:2009/BTNMT 37

Bảng 3.7 Tải lượng các chất ô nhiễm trong quá trình nấu chảy kim loại 38

Bảng 3.8 Nồng độ các chất ô nhiễm của các nguồn thải 39

Bảng 3.9 Tải lượng các chất ô nhiễm sau khi qua thiết bị xử lý 39

Bảng 3.10 Nguồn gây ô nhiễm và tải lượng các chất gây ô nhiễm 45

Bảng 3.11 Nồng độ Cmax và khoảng cách Xmax của các chất ô nhiễm 45

Bảng 3.12 Nồng độ các chất ô nhiễm của các nguồn thải K1 47

Bảng 3.13 Nồng độ các chất ô nhiễm của các nguồn thải K2 48

Bảng 3.14 Nồng độ tổng hợp của các chất gây ô nhiễm 48

Bảng 3.15 Sự thay đổi nồng độ của NOx 49

Bảng 3.16 Sự thay đổi nồng độ của CO 49

Bảng 3.17 Sự thay đổi nồng độ của SO2 50

Bảng 3.18 Sự thay đổi nồng độ của Bụi 51

Bảng 3.19 Nồng độ phát thải của các chất ô nhiễm 52

Bảng 3.20 So sánh nồng độ phát thải của các chất ô nhiễm từ các nguồn thải với tiêu chuẩn cho phép 52

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Nguyên liệu đầu vào và phát thải trong quá trình đúc kim loại 6

Hình 1.2 Sơ đồ nguyên lý lọc bụi bằng túi vải 9

Hình 1.3 Sơ đồ nguyên lý lọc bụi tĩnh điện 11

Hình 1.4 Mô hình xử lý bụi bằng cyclone 12

Hình 1.5 Quy trình công nghệ đúc cơ khí của nhà máy Vitech 21

Hình 1.6 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống xử lý khí thải từ lò điện 23

Hình 1.7 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống xử lý khí thải từ lò sấy 24

Hình 3.2 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi nồng độ CO 50

Hình 3.3 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi nồng độ SO2 50

Hình 3.4 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi nồng độ Bụi 51

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Trong quá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước, càng ngày càng

có nhiều nhà máy, khu công nghiệp tập trung được xây dựng và đưa vào hoạt động tạo ra một khối lượng sản phẩm công nghiệp chiếm tỷ trọng cao trong toàn bộ sản phẩm của nền kinh tế quốc dân Bên cạnh đó, sản xuất công nghiệp cũng gây nên nhiều ảnh hưởng xấu đến môi trường, trong đó có môi trường không khí Nếu không có biện pháp thích đáng thì môi trường nói chung và môi trường không khí nói riêng xung quanh các nhà máy, các khu công nghiệp tập trung sẽ đứng trước nguy cơ bị xấu đi trầm trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người Ô nhiễm không khí do hoạt động công nghiệp vẫn đang là một nguồn gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng nhất

Ngành công nghiệp nặng đóng góp rất nhiều chất thải gây ô nhiễm môi trường nhất do đặc thù sản xuất, trong đó ngành công nghiệp đúc cơ khí là một trong những ngành phát thải nhiều nhất Khí thải từ ngành đúc cơ khí chủ yếu là các loại khí vô cơ như CO, SO2, NOx và bụi trong quá trình nấu luyện kim loại

CCN Tân Hồng, nơi tập trung nhiều các doanh nghiệp thuộc ngành công nghiệp nặng như đúc cơ khí, chế tạo máy, sản xuất vật liệu xây dựng,… ô nhiễm chủ yếu là do khói bụi của các doanh nghiệp Chẳng hạn, Công ty Vitech Việt Nam, mặc dù công ty đã có nhiều cố gắng trong việc đầu tư hệ thống hút bụi, song do công nghệ xử lý không phù hợp nên trong quá trình sản xuất, bụi kim loại và khí thải chưa được xử lý hết đã phát tan sang cả các doanh nghiệp xung quanh gây ô nhiễm môi trường CCN, làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm của doanh nghiệp sản xuất các mặt hàng cần độ sáng bóng, an toàn vệ sinh…

Làm thế nào để đánh giá mức độ ô nhiễm với nhiều thời điểm và điều kiện khác nhau (mùa hè, mùa đông, điều kiện khí tượng thủy văn…) và làm thế nào để xác định được nguy cơ ô nhiễm ở vị trí nào là cao nhất… với mô hình tính toán phát

tán ô nhiễm sẽ giúp giải quyết các vấn đề này một cách nhanh chóng Đề tài “Đánh

giá ô nhiễm môi trường không khí do hoạt động đúc cơ khí tại nhà máy Vitech Việt

Nam, Cụm công nghiệp Tân Hồng – Hoàn Sơn, Bắc Ninh”được thực hiện nhằm

đánh giá những ảnh hưởng tới môi trường không khí do hoạt động của nhà máy gây

ra, qua đó, đề xuất biện pháp giảm thiểu và khắc phục nhằm đảm bảo yêu cầu về bảo vệ môi trường và mục đích có lợi cho con người

- Đối tượng: Nhà máy Vitech Việt Nam – Cụng công nghiệp Tân Hồng –

Hoàn Sơn, Từ Sơn, Bắc Ninh

- Phạm vi: môi trường không khí trong phạm vi quy hoạch của công ty, kiểm soát ô nhiễm môi trường không khí xung quanh nhà máy Vitech Việt Nam

4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Tính toán và kiểm tra sự phát tán các chất ô nhiễm môi trường không khí được dựa trên mô hình Gauss đã được nhiều nước trên thế giới áp dụng rộng rãi, kết quả thu được đáng tin cậy, mô hình tính toán cho biết mức độ ô nhiễm, phạm vi ô nhiễm và vị trí đạt ô nhiễm cực đại

Mô hình Gauss lý thuyết chỉ được xây dựng cho một nguồn thải độc lập, nhưng đề tài này đã xây dựng, tính toán, xác định mức ô nhiễm tổng hợp từ hai nguồn thải, giúp các cơ quan chức năng có thể đánh giá được tính hình ô nhiễm môi trường không khí tại Nhà máy Vitech Việt Nam, để từ đó đề xuất các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường không khí

5 Cấu trúc của luận văn

Kết cấu của luận văn gồm những phần cơ bản như sau:

- Mở đầu

- Chương 1 Tổng quan vấn đề nghiên cứu

- Chương 2 Địa điểm, thời gian, phương pháp luận và phương pháp nghiên

cứu

- Chương 3 Kết quả nghiên cứu

- Kết luận và kiến nghị

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Giới thiệu chung về ngành đúc cơ khí ở Việt Nam

1.1.1 Mô tả quá trình đúc cơ khí

Đúc là phương pháp chế tạo sản phẩm bằng cách rót kim loại lỏng vào khuôn

có hình dạng nhất định, sau khi kim loại hóa rắn trong khuôn ta thu được vật đúc có hình dáng giống như khuôn đúc

Đúc kim loại là một ngành công nghệ truyền thống, được phát triển qua nhiều giai đoạn, từ công nghệ rất thủ công đến hiện đại Sản phẩm đúc kim loại hiện

đã đáp ứng được nhu cầu rất cao về tính chất cơ, lý, hóa, đồng thời đạt được độ chính xác cao của các ngành công nghiệp Trên thế giới, Trung Quốc, Ấn Độ, Bra-xin, Mê hi cô … là những nước có ngành công nghiệp đúc phát triển nhanh và mạnh

mẽ nhất

Tại Việt Nam, nghề đúc kim loại xuất hiện cách đây trên 3000 năm cùng với nghề rèn Từ cuối thập niên 50 của thế kỷ 20, các xưởng đúc gang, đúc thép, đúc hợp kim màu được hình thành Cũng trong giai đoạn này, một số nhà máy được xây dựng như nhà máy Cơ khí Hà Nội, nhà máy đóng tàu Bạch Đằng, cơ khí trung tâm Cẩm Phả, khu gang thép Thái Nguyên… Việc đúc kim loại trong giai đoạn này chủ yếu phục vụ sản phẩm chính của đơn vị, thiếu tính mềm dẻo, đa dạng theo yêu cầu thị trường Thiết bị công nghệ còn lạc hậu, tỷ lệ phế phẩm cao nên lợi nhuận kinh doanh thấp Trong một thời gian dài tiếp theo, ngành đúc kim loại thiếu sự quan tâm

và vốn đầu tư để phát triển

Gần đây ngành đúc kim loại đã được chuyển biến tích cực Một số doanh nghiệp đã đầu tư vào công nghệ đúc mới, bao gồm dây chuyền đúc đồng bộ với các thiết bị kiểm tra, phân tích nhanh chất lượng kim loại, nâng cao độ chính xác của vật đúc Một số dây chuyền, thiết bị công nghệ mới đã được đưa vào đầu tư, lắp đặt tại Việt Nam như:

- Dây chuyền làm khuôn tự động DISAMATIC của Công ty Cơ khí Đông Anh;

- Hệ thống thiết bị hoàn chỉnh làm khuôn Furan chất lượng cao, dây chuyền đúc khuôn tươi cỡ nhỏ cơ khí hóa lỏng của Công ty Cơ khí Việt Nhật; Công ty Cổ phần cơ khí Luyện kim (SADAKIM);

- Công nghệ đúc mẫu chảy, mẫu cháy các chi tiết phức tạp, chất lượng cao cho ngành cơ khí, với công suất 600 tấn/năm của Công ty cổ phần cơ khí & đúc kim loại Sài Gòn (SAMECO); Công ty liên doạn VIDPOL…

- Một số máy đúc áp lực hiện đại cũng đã được nhập và sử dụng, mang lại hiệu quả đúc một số chi tiết cho ngành xe máy, khóa, quạt điện

Theo các thông tin từ trang web của Bộ Công Thương, sản lượng đúc năm

2000 của Việt Nam là 41.000 tấn; năm 2004 là 295.000 tấn và năm 2006 đạt 370.000 tấn (theo thông lệ quốc tế, chỉ tính đúc hình, kể cả ống nước mà không tính các sản phẩm đúc còn phải tiếp tục tạo hình bằng các phương pháp biến dạng khác như cán, kéo dây thép, đồng hoặc ép chảy nhôm hình Như vậy, bình quân tỷ lệ trọng lượng vật đúc/đầu người năm 2006 của Việt Nam mới đạt khoảng 4,5 kg/người Trong khi đó, năm 2003 Thái Lan đạt 5,13 kg; Trung Quốc: 14,5 kg; Đài Loan: 65,12 kg; năm 2007 Trung Quốc đã đạt chỉ số 23,75 kg/người

Cho đến thời điểm này, Việt Nam chưa có số liệu thống kê, bóc tách phân loại các dạng hợp kim sử dụng trong ngành sản xuất đúc Trên cơ sở các số liệu thống kê từ tài liệu “Nghiên cứu đề xuất mô hình phát triển ngành đúc Việt Nam đáp ứng yêu cầu công nghiệp hóa – hiện đại hóa đất nước” do Hội Đúc – Luyện kim Việt Nam thực hiện năm 2009 cho thấy: lượng hợp kim nhôm đúc và các loại hợp kim mầu khác chỉ chiếm 10 – 12% trong tổng sản lượng vật đúc

Ngành đúc Việt Nam đang tạo ra các sản phẩm thay thế sản phẩm ngoại nhập cho ngành công nghiệp cơ khí, xi măng, khai thác mỏ… và bước đầu xuất khẩu các sản phẩm chất lượng cao ra nước ngoài

Tùy theo trình độ công nghệ, ngành đúc kim loại thường có tỷ lệ kim loại nạp lò/thành phẩm cao, tiêu thụ nhiều nhiên liệu, năng lượng và vấn đề về chất thải (rắn, lỏng, khí) cũng như an toàn lao động, vệ sinh môi trường công nghiệp Trong một số trường hợp, khi độ chính xác thấp, tỷ lệ sản phẩm hỏng cao cũng góp phần

vào việc tiêu thụ tài nguyên lớn Đúc kim loại là ngành công nghiệp có tiềm năng về tái chế kim loại quay vòng

1.1.2 Sử dụng tài nguyên, ô nhiễm môi trường và an toàn sản xuất trong ngành đúc

cơ khí

Hình ảnh dưới đây sẽ miêu tả các dạng tài nguyên được sử dụng và các nguồn thải phát sinh trong cơ sở đúc kim loại

Hình 1.1 Nguyên liệu đầu vào và phát thải trong quá trình đúc kim loại

 Tiêu thụ nguyên nhiên liệu

Tiêu thụ nguyên nhiên liệu phụ thuộc vào đặc điểm vật đúc, thiết bị sử dụng

để nấu chảy kim loại, loại khuôn sử dụng và công nghệ đúc Tỷ lệ đậu, ngót và sản phẩm hỏng ảnh hưởng lớn đến mức tiêu thụ nguyên nhiên liệu trên một đơn vị sản phẩm Do đó, tiêu thụ nguyên nhiên liệu trong ngành đúc được xác định với một đơn vị sản phẩm Do đó, tiêu thụ nguyên nhiên lệu trong ngành đúc được xác định với một đơn vị sản phẩm, được trình bày trong bảng sau:

Cơ sở đúc kim loại

Nhiệt thải Khí thải Tiếng ồn

Nước thải

Khuôn, (cát)

Xỉ Vật

liệu đầm lò

Bảng 1.1 Tiêu thụ nguyên nhiên liệu trên một tấn sản phẩm [4]

Thông số Đơn vị Số liệu trên thế giới Số liệu tại Việt Nam

 Các vấn đề môi trường và an toàn sản xuất

Phần lớn các doanh nghiệp ngành đúc Việt Nam đang phải đối mặt với các vấn đề liên quan đến môi trường và an toàn lao động Trong đó đáng quan tâm nhất

là nhiệt thải, khí thải (bụi) và chất thải rắn (xỉ thải, vật liệu làm khuôn – ruột, vật liệu xây lò) Ngoài ra còn vấn đề tiếng ồn và nước thải nếu không được xử lý, tuần hoàn Các phát thải liên quan đến đậu ngót, sản phẩm hỏng, khuôn (kim loại ư) hỏng… được tuần hoàn, tái sử dụng Tỷ lệ này cần được theo dõi sát sao và giảm thiểu nhằm giảm tiêu thụ năng lượng

* Khí thải:

Các chất có trong khí thải ngành đúc gồm:

- Bụi: bụi và khói kim loại được thải ra môi trường trong quá trình nạp liệu

vào lò và quá trình làm sạch vật đúc Các hạt silic được sinh ra chủ yếu từ công

đoạn đánh bóng, mài hoặc từ công đoạn làm khuô, ruột, dỡ và làm sạch vật đúc, tái sinh cát và chuẩn bị cát

- VOCs: các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi bao gồm một số các hydrocacbon đã

bị oxi hóa một phần và một số hydrocacbon thơm đa vòng (PAHs) được phát hiện trong môi trường tại công đoạn làm khuôn, đúc, làm nguội, và dỡ vật đúc

- Chì, kẽm, cadimi và các kim loại nặng khác: các kim loại này được tìm

thấy khi phân tích bụi từ hệ thống lọc bụi của các cơ sở sản xuất đúc

- Các loại khí khác: CO, SO2, NOx,… cũng được phát hiện trong môi trường làm việc

* Nước thải

Ngành đúc kim loại sử dụng nước cho hệ thống làm mát các thiết bị công nghệ, làm nguội sản phẩm, xử lý khí thải, xỉ lò và làm mát nhà xưởng bằng mành nước trong quá trình đúc… Nước thường được tuần hoàn, tái sử dụng Ngành đúc kim loại chỉ phát sinh nước thải sản xuất khi không có hệ thống tuần hoàn nước Nước thải có nhiệt độ cao

* Chất thải rắn

Xỉ, vật liệu đầm lò, khuôn (cát) sau khi sử dụng là các nguồn chất thải rắn chính Lượng xỉ nhiều hay ít phụ thuộc vào lượng tạp chất phi kim loại có trong nguyên liệu Lượng vật liệu đầm lò thải ra phục thuộc vào vật liệu ban đầu và tuổi thọ lớp vật liệu Tùy theo loại khuôn, khuôn cát sau khi đúc có thể được tuần hoàn, tái sử dụng lại một phần Phần còn lại phải thải bỏ theo các quy định bảo vệ môi trường

* Nhiệt, cháy nổ và an toàn trong sản xuất

Ngành đúc có môi trường làm việc tiếp xúc với nhiệt độ cao Quá trình nấu, rót, đúc, tôi, nhiệt luyện… đều có nguy cơ tiếp xúc với nhiệt độ cao Rủi ro cháy nổ

dễ xảy ra nhất với quá trình nấu, cần kiểm soát chặt chẽ phế kim loại, loại bỏ các vật dễ cháy nổ trước khi nạp lò

1.2 Một số phương pháp xử lý khí bụi đã áp dụng của một số nhà máy đúc cơ khí

1.2.1 Lọc bụi túi vải

Hình 1.2 Sơ đồ nguyên lý lọc bụi bằng túi vải

Nguyên lý lọc bụi của vải trong xử lý khí thải như sau: Lấy 1 tấm vải lọc cho không khí đi qua, các hạt bụi lớn sẽ được giữ lại trên bề mặt vải lọc theo nguyên lý rây, do va chạm nên các hạt nhỏ hơn sẽ bám lại trên bề mặt vải, lực hấp dẫn và lực hút tĩnh điện, dần dần sẽ tạo nên một màn bụi dày có thể giữ lại các hạt bụi nhỏ hơn Hiệu quả lọc đạt tới 99% Sau một thời gian lớp bụi quá dày nên sẽ cho khí thải đi qua gỡ lớp bụi này xuống Thao tác này là hoàn nguyên khả năng lọc

Vải lọc có thể là vải dệt hay vải không dệt, hay hỗn hợp cả 2 loại Nó thường được làm bằng sợi tổng hợp để ít bị ngấm hơi ẩm và bền chắc.Chiều dày vải lọc càng cao thì hiệu quả lọc càng lớn

Các loại sợi có độ xe thấp thường được dùng làm loại vải dệt, đường kính sợi lớn, dệt với chỉ số cao theo kiểu dệt đơn Chiều dày tấm vải thường trong khoảng 0,3mm Trọng lượng khoảng 300~500 g/m2

Loại vải không dệt thường làm từ sợi len hay bông thô Để tạo tấm vải thô có chiều dày 3~5mm Người ta trải sợi thành các màng mỏng và đưa qua máy định hình [2,7,9]

Loại vải hỗn hợp là loại vải dệt, sau đó được xử lý bề mặt bằng keo hay sợi bông mịn Đây là loại vải nhập ngoại thông dụng hiện nay Chúng có chiều dày 1,2~5mm

Với túi lọc hình tròn của vải lọc và đường kính D =125~250 mm có thể lớn hơn, chiều dài 1,5 đến 2 m Có thể may thành hình hộp chữ nhật có chiều rộng b

=20~60mm; Dài l =0,6~2m Hàng trăm túi lọc có thể có trong 1 thiết bị

Túi lọc tròn thường kín một đầu, đầu kia để trống Khi hoạt động, đầu để trống gắn kết với cổ dẫn khí lọc vào túi trên bề mặt của buồng lọc bụi Trước khi lọc không khí đi vào trong túi qua cổ, dòng khí đi xuyên qua túi vải ra khoang khí sạch và thoát ra ngoài Với hướng đi này sẽ làm túi vải phình ra theo bề mặt lọc hình trụ tròn Miệng túi nối thường được quay xuống phía dưới để tháo bụi ra khỏi túi

Không khí đi từ bên ngoài vào bên trong túi, Túi phải có khung làm từ kim loại để túi không bị xẹp lại khi làm việc Với sơ đồ này, miệng túi nối với mặt sàng thường được quay lên phía trên

Với túi lọc hình hộp chữ nhật buộc phải có khung căng túi vải

Khoảng cách giữa các túi chọn từ 30 ~ 100mm

Việc hoàn nguyên bề mặt lọc có thể tiến hành sau khi ngừng cho không khí

đi qua thiết bị và làm sạch bụi trên mặt vải bằng 2 cách:

- Rung rũ bằng cơ khí nhờ một cơ cấu đặc biệt

- Thổi ngược lại bằng khí nén hay không khí sạch

Thiết bị này lúc nào cũng có hai hay nhiều ngăn vì làm việc gián đoạn xen kẽ (hay nhiều block trong cùng 1 ngăn) để có thể rũ bụi Tải trọng không khí của vải lọc thông thường là 150~200 m/h Trở lực của thiết bị khoảng 120~150 kg/m2 Chu

kỳ rũ bụi là 2~3 h

Tính toán sơ bộ thiết bị như sau:

Tổng diện tích túi lọc bụi yêu cầu: F = Q/(150~180)(m2)

Diện tích của 1 túi:

Hình 1.3 Sơ đồ nguyên lý lọc bụi tĩnh điện

Lọc bụi tĩnh điện là hệ thống lọc bỏ các hạt bụi có kích thước nhỏ khỏi dòng không khí chảy qua buồng lọc, trên nguyên lý ion hoá và tách bụi ra khỏi không khí khi chúng đi qua vùng có trường điện lớn Buồng lọc bụi tĩnh điện (hay Silo lọc bụi) được cấu tạo hình tháp tròn hoặc hình hộp chữ nhật, bên trong có đặt các tấm cực song song hoặc các dây thép gai Hạt bụi với kích thước nhỏ, nhẹ bay lơ lửng trong không khí được đưa qua buồng lọc có đặt các tấm cực Trên các tấm cực, ta cấp điện cao áp một chiều cỡ từ vài chục cho đến 100kV để tạo thành một điện trường

có cường độ lớn Hạt bụi khi đi qua điện trường mạnh sẽ bị ion hoá thành các phân

tử ion mang điện tích âm sau đó chuyển động về phía tấm cực dương và bám vào tấm cực đó

Hiệu quả của hệ thống lọc bụi tĩnh điện phụ thuộc vào rất nhiều các yếu tố như: kích thước của hạt bụi, tính chất của điện cực, thiết bị điện điều khiển điện trường, tốc độ chuyển động và sự phân bố đồng đều lượng không khí trong vùng điện trường Tùy theo lưu lượng bụi của buồng lọc mà hệ thống tự động điều chỉnh điện áp cao áp vào buồng lọc, sao cho đạt được hiệu suất lọc bụi cao nhất Với điều kiện hoạt động tốt hệ thống có thể đạt hiệu suất lọc bụi đạt trên 98% Bụi sẽ được tách khỏi các tấm cực bằng nước rửa hoặc bằng việc rung rũ tấm cực [2,7,9]

1.2.3 Phương pháp cylone

Mô hình xử lý bụi bằng Cyclon

Hình 1.4 Mô hình xử lý bụi bằng cyclone

Cyclone là thiết bị tách bụi ra khỏi không khí bằng lực ly tâm Không khí mang bụi được đưa vào phần trên của Cyclone theo phương tiếp tuyến Nhờ thế

dòng không khí sẽ chuyển động xoắn ốc bên trong vỏ hình trụ và hạ dần về phía dưới Khi gặp phần đáy hình phễu dòng không khí được đẩy ngược lên và thoát ra ngoài Trong quá trình chuyển động xoắn ốc các hạt bụi chịu tác dụng của lực ly tâm làm cho chúng có xu hướng tiến dần về phía vỏ hình trụ hoặc đáy phểu rồi chạm vào thành thiết bị rơi xuống dưới [2,7,9]

Ưu điểm của Cyclone:

- Trở lực ổn định cho một lưu lượng khí

- Xử lý hiệu quả với bụi có nồng độ cao

- Chịu được hỗn hợp khí có nhiệt độ cao

- Không có bộ phận chuyển động, không có lõi lọc nên không cần thay thế

- Chi phí vận hành thấp

- Làm việc liên tục và hiệu quả đối với hạt bụi thô

1.2.4 Phương pháp ướt

Khói thải từ quá trình sản xuất được đưa vào thiết bị lọc, trong thiết bị lọc có

bố trí dàn nước phun, khi khói vào bị nước từ trên tưới xuống, thể khí và thể nước tiếp xúc với nhau, do trong nước đã hòa sẵn hóa chất, tạp chất lẫn bụi trong khí dưới tác dụng với hóa chất sẽ nhanh chóng kết dính lại, do trọng lực, tạp chất và bụi theo dòng nước rơi xuống đáy thiết bị Nước tại đáy thiết bị sa khi lắng đọng sẽ được bơm tuần hoàn sử dụng lại Nước tại đáy thiết bị sau khi lắng đọng sẽ được bơm tuần hoàn sử dụng lại bã cặn đọng, sau một thời gian nhất định sẽ vệ sinh gom bỏ Không khí sau khi lọc theo lực hút thoát ra ngoài qua ống khói Thích hợp với các nhà máy sử dụng thiết bị đốt dầu, các lò hơi, lò nung Các loại máy móc thiết bị cần lọc bụi, các loại hình khí thải công nghiệp cần xử lý [2,7,9]

1.3 Đánh giá hiệu quả của một số phương pháp xử lý bụi của nhà máy đúc cơ khí

Hiệu quả của một số phương pháp xử lý bụi của nhà máy được thể hiện trong bảng dưới đây

Bảng 1.2 So sánh hiệu quả các phương pháp xử lý bụi

Buồng lắng bụi - Cấu tạo đơn giản

- Độ bền cao, dễ vận hành

- Giá thành thấp

- Chi phí năng lượng không lớn và có thể lọc được bụi có tính mài mòn

- Ngoài ra, hoạt động của buồng lắng không chịu ảnh hưởng của nhiệt độ và đảm bảo lắng được bụi thô

- Chỉ lọc được bụi có kích thước tương đối lớn

- Để lắng được các hạt nhỏ, kích thước của buồng lắng phải rất lớn  chiếm nhiều diện tích không gian lắp đặt thiết bị

- Hiệu quả lọc đối với các hạt nhỏ hơn 5µm, thậm chí trong các buồng lắng kích thước lớn hầu như bằng 0

- Hiệu suất xử lý thấp (40 – 60%)

Cyclon - Cấu tạo đơn giản

- Hiệu suất cao 60 -80%

(cyclone khô); 80 – 95%

(cyclone ướt)

- Chỉ lọc được bụi có kích thước tương đối lớn

- Với xử lý lưu lượng lớn, chiếm nhiều diện tích không gian lắp đặt thiết bị

Lọc bụi túi vải - Hiệu suất cao 90 -95% - Trở lực cao

- Chỉ dùng được với bụi khô, nhiệt độ tương đối thấp (<100ºC)

- Giá thành thiết bị cao Lọc tĩnh điện Hiệu suất cao 95 – 99% - Tốn năng lượng và không áp

dụng được với các loại khí có khả năng cháy, nổ

- Giá thành thiết bị cao

Lọc ướt - Dễ chế tạo, giá thành thấp,

nhưng hiệu quả lọc bụi cao

- Có thể lọc được bụi có kích thước dưới 0,1µm

- Có thể làm việc với khí có nhiệt độ và độ ẩm cao

- Thiết bị lọc bằng phương pháp ướt có lợi thế hơn các thiết bị lọc khác là nó có thể được sử dụng trong trường hợp khí nóng và bụi, chất lỏng kết dính, không an toàn về cháy nổ

- Năng lượng lớn

- Khí ướt gây những vấn đề như xâm thực ăn mòn, sản phẩm thải ở dạng cắn bùn yêu cầu phải xử lý nước thải

- Lượng nước khổng lồ khoảng 0,05 – 0,1 m3 nước cho 100 m3khí là lượng nước yêu cầu, lượng nước này quay vòng cùng bụi cho ra lượng cắn bùn quánh rất đáng quan tâm, làm phức tạp cho hệ thống thoát nước và xử lý nước thải

Phương pháp Ưu điểm Nhược điểm

- Thiết bị lọc ướt, ngoài lọc bụi và lọc khí, tức dùng chúng như thiết bị hấp thụ, còn có thể làm nguội và làm ẩm khí, tức như thiết bị trao đổi nhiệt hòa trộn

Có thể áp dụng một trong những biện pháp trên tại khu các khu vực phát sinh bụi của nhà máy như khu làm sạch, khu mài

1.4 Tổng quan về Nhà máy Vitech Việt Nam

1.4.1 Lịch sử hình thành và phát triển của Công ty

Nhân lực của công ty

Công ty TNHH Vitech Việt Nam là một trong những công ty thành viên của Công ty TNHH Vitech Singapore được thành lập vào năm 2007 tại CCN Tân Hồng – Hoàn Sơn (thuộc KCN Tiên Sơn mở rộng), xã Tân Hồng, thị xã Từ Sơn, tỉnh Bắc Ninh Ngày 28/12/2007, Công ty TNHH Vitech Việt Nam đã được Ban quản lý các khu công nghiệp tỉnh Bắc Ninh phê duyệt và cấp giấy chứng nhận đầu tư lần đầu số 212043.000098 cho phép dự án "Nhà máy đúc cơ khí" chính thức đi vào thực hiện, công ty đã tiến hành thay đổi giấy chứng nhận đầu tư lần 01 ngày 21/05/2008, thay đổi lần 02 ngày 04/11/2009

Nhà máy Vitech được thành lập với chức năng chuyên sản xuất các loại đầu nối ống các loại, dây cáp với quy mô hiện nay là hơn 11 triệu sản phẩm/năm Hiện tại, nhà máy có 2 dây chuyền đúc với 11 lò đúc các loại

Hiện tại, nguồn nhân lực của công ty có khoảng 300 công nhân viên, đều là đội ngũ có chuyên môn và tay nghề cao Trong đó, có 5 kỹ sư công nghiệp nặng tốt nghiệp Đại học Bách Khoa Hà Nội, các công nhân làm việc đều là những thợ lành nghề, có kinh nghiệm, kiến thức chuyên ngành

Nhìn chung, đội ngũ nhân lực của công ty có thể đáp ứng được nhu cầu sản xuất của nhà máy và nhu cầu tiêu thụ của thị trường Ngoài ra, với đội ngũ công nhân viên tốt thì quá trình sản xuất của nhà máy cũng sẽ tiết kiệm hơn và sạch hơn, góp phần làm giảm các tác động xấu đến môi trường

Vị trí địa lý của nhà máy

Nhà máy nằm trong CCN Tân Hồng - Hoàn Sơn, Bắc Ninh, một tỉnh thuộc khu vực Đồng bằng châu thổ sông Hồng, do đó, sẽ chịu ảnh hưởng của thời tiết, khí hậu, các đặc điểm tự nhiên đặc trưng khác của vùng châu thổ sông Hồng

* Vị trí địa lý:

- Nằm sát đường quốc lộ 1A mới, nối liền Hà Nội với Bắc Giang và các tỉnh phía Bắc cũng như với Trung Quốc (tỉnh Quảng Tây);

- Cách trung tâm Thủ đô Hà Nội khoảng 20 km;

- Cách sân bay Nội Bài khoảng 40 km (theo quốc lộ 18);

- Cách cảng biển Cái Lân khoảng 130 km;

- Cách cửa khẩu Lạng Sơn khoảng 112 km

Nằm trên trục đường giao thông quan trọng, nối liền các trung tâm kinh tế lớn như Hà Nội, Hải Phòng, Quảng Ninh cũng như sân bay Quốc tế Nội Bài và các cảng biển Quốc tế,… Do vậy rất thuận tiện cho việc vận chuyển xuất nhập khẩu hàng hóa

* Địa hình, địa chất:

- Địa hình:

Địa hình của khu vực dự án tương đối bằng phẳng, có hướng dốc chủ yếu từ Bắc xuống Nam và từ Tây sang Đông, được thể hiện qua các dòng chảy mặt đổ về sông Đuống và sông Thái Bình Mức độ chênh lệch địa hình không lớn, cao độ thấp nhất là 3,5 m và cao nhất là 4,6 m, trung bình là 4,0 m

- Địa chất

+ Địa chất công trình:

Đặc điểm của khu đất xây dựng Nhà máy tương tự như CCN Tân Hồng – Hoàn Sơn, mang những nét đặc trưng của cấu trúc địa chất thuộc vùng trũng sông Hồng, có

bề dày trầm tích đệ Tứ chịu ảnh hưởng rõ rệt của cấu trúc mỏng

Theo báo cáo khảo sát công trình của Công ty khảo sát và Xây dựng - Bộ xây dựng tại khu vực Từ Sơn tháng 7 năm 2006, đặc điểm các lớp đất ở khu vực dự án theo thứ tự từ trên xuống dưới như sau:

- Lớp 1: Đất trồng trọt, có chiều dày trung bình là 2,5 m Thành phần chủ yếu bên trên là cát mịn, màu xám ghi, bên dưới là sét màu xám ghi, xám nâu, trang thái dẻo mềm – dẻo chảy

- Lớp 2: Sét dẻo thấp, trạng thái dẻo cứng – nửa cứng, màu xám loang lổ nâu đỏ,

có bề dày biến đổi từ 2,5 – 8,4 m; trung bình 4 m

- Lớp 3: Sét dẻo thấp, trạng thái dẻo mềm – dẻo chảy, màu xám ghi, xàm vàng, xám xanh loang lỗ nâu đỏ Chiều dày từ 1,0 – 7,9 m; trung bình 2 m

- Lớp 4: Bùn sét lẫn hữu cơ, màu xám đen, có chứa vật chất hữu cơ, trạng thái dẻo chảy Chiều dày của lớp biến đổi từ 1,5 – 7,2 m; trung bình 4 m

- Lớp thấu kính 4a: Sét dẻo thấp, trạng thái dẻo mềm, màu xám ghi, xám đen Chiều dày lớp thay đổi từ 3,3 – 14,8 m; trung bình 7,0 m

- Lớp 6: Sét dẻo thấp, trạng thái dẻo mềm, màu xám đen, xám ghi, xám xanh, xám vàng Chiều dày lớp thay đổi từ 2,5 - 6,6 m; trung bình 3,5 m

- Lớp 7: Cát hạt nhỏ - vừa, trạng thái chặt vừa – chặt, màu xám ghi, xám sáng, bão hòa nước Chiều dày lớp chưa được xác định

cho thấy tính chất cơ lý của nền địa chất công trình khá tốt

+ Địa chất thủy văn:

Qua số liệu khoan giếng của CCN cho thấy mực nước ngầm ở khu vực ổn định ở độ sâu 50-70 m Kết quả phân tích các thành phần hóa học của các mẫu nước cho thấy, nước dưới đất có mức độ từ ăn mòn yếu đến ăn mòn xâm thực mạnh đối với bê tông cốt thép Nước thuộc loại Clorua – Bicarbonat – Natri + Kali + canxi Nước dưới đất tồn tại trong lớp cát lẫn sỏi và lớp nứt nẻ của đá sét bột kết

* Khí tượng, thủy văn:

CCN Tân Hồng nằm trong vùng đồng bằng Bắc Bộ, thuộc vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, có 4 mùa rõ rệt: xuân, hạ, thu, đông nhưng chủ yếu có 2 mùa chính là mùa mưa và mùa khô

- Mùa mưa từ tháng 4 đến tháng 10: Lượng mưa chiếm 70% lượng mưa của

cả năm và tập trung vào các tháng 07, 08 và 09 Hướng gió chủ đạo là theo hướng Đông Nam

- Mùa khô thừ tháng 11 đến tháng 03 năm sau: Tháng 1 và tháng 2 thường có mưa phùn và thời tiết giá rét kéo dài do ảnh hưởng của các đợt không khí lạnh Hướng gió chủ đạo là theo hướng Đông Bắc

Bảng 1.3 Lượng mưa, độ ẩm tương đối và nhiệt độ trung bình trong 5 năm

(Nguồn: Trung tâm dự báo khí tượng thủy văn Bắc Ninh)

* Nhiệt độ không khí: Nhiệt độ không khí trung bình năm là 23oC tới 25 oC Nhiệt độ trung bình năm cao nhất là 24,9 oC vào năm 2012 Nhiệt độ trung bình năm thấp nhất là 23,7 oC vào năm 2010

* Lượng mưa: Mùa mưa kéo dài từ tháng 04 đến tháng 10 Mùa khô từ tháng

11 đến tháng 03 năm sau Trong mùa khô, có những tháng hầu như không mưa, lượng mưa trong những tháng này chỉ khoảng 0,5 – 0,6 mm Lượng mưa trung bình năm 2012 trong khu vực dự án là 1.543 mm

* Độ ẩm tương đối: Độ ẩm trung bình hàng năm vào khoảng 83 %

* Nắng: Trung bình năm 2012 có tổng số giờ nắng là 1.145 giờ, tháng nhiều

giờ nắng nhất là tháng 08 với tổng giờ nắng trung bình 189 giờ, tháng có ít giờ nắng nhất là tháng 01 với 4 giờ nắng

* Bốc hơi: Lượng bốc hơi hàng năm dao động không lớn, trung bình là

1.029mm, cao nhất đạt 1.329,8mm và thấp nhất là 892mm Năm 2012, lượng bốc hơi cao nhất là tháng 10 (123,9mm)

* Tốc độ gió và hướng gió:

Tại khu vực Từ Sơn, trong năm có hai mùa chính, mùa đông có gió hướng bắc và đông bắc từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau Mùa hè có gió hướng nam và đông nam từ 4 đến tháng 11 hàng năm Tại khu vực dự án chịu ảnh hưởng của bão tương tự khu vực đồng bằng Bắc bộ Hàng năm xảy ra 8 - 10 trận bão với tốc độ gió

từ 20 - 30m/s thường kèm theo mưa lớn và kéo dài

- Tốc độ gió trung bình trong năm: 2,5m/s;

- Tốc độ gió cực đại trong năm: 34m/s

* Các hiện tượng bất thường:

Do tỉnh Bắc Ninh nằm giữa khu vực đồng bằng Bắc bộ nên các hiện tượng bất thường có cùng điểm chung với hầu hết các tỉnh khác trong cùng khu vực

Mưa đá cũng đã xảy ra trong khu vực nhưng không phải là hiện tượng thường xuyên (với tần suất 10 - 15 năm/lần) và chỉ gây thiệt hại nhỏ Theo số liệu của tổng cục khí tượng thuỷ văn, từ năm 1954 đến nay thì trận mưa đá lớn nhất xảy

ra tại khu vực vào năm 1957

Ngoài ra ở đồng bằng Bắc bộ có những khu vực xảy ra vòi ròng, gió lốc,… mức độ thiệt hại của những hiện tượng thời tiết bất thường này rất khó xác định,

gây ảnh hưởng xấu đến quá trình sản xuất và sinh hoạt của nhân dân trong khu vực Tuy nhiên, khu vực dự án chưa xảy ra hiện tượng như vậy

Các điều kiện tự nhiên của khu vực sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến sự lan truyền các chất ô nhiễm trong môi trường không khí

1.4.2 Công nghệ của nhà máy

Quá trình đúc cơ khí bằng lò điện

Nhà máy Vitech sử dụng lò điện (lò cảm ứng và lò hồ quang) để nấu chảy kim loại, phục vụ cho quá trình đúc Quy trình công nghệ của nhà máy như sau:

Hình 1.5 Quy trình công nghệ đúc cơ khí của nhà máy Vitech

Thuyết minh quy trình

- Nấu chảy kim loại: Từ nguyên liệu đầu vào là các phôi kim loại bằng đồng,

nhôm dạng tấm (được nhập khẩu từ nước ngoài Hàn Quốc, Đài Loan) được nấu chảy trong lò cảm ứng (dùng điện) và lò nấu bằng điện ở nhiệt độ 700-1200°C Ở nhiệt độ này, nguyên liệu ở trạng thái lỏng sẽ được công nhân múc và rót vào khuôn kim loại để định hình Sau khi sản phẩm được định hình trong khuôn (1-10 phút) và được làm mát, sản phẩm nhôm tự nguội, sản phẩm đồng một số tự nguội, một số làm nguội bằng nước tuần hoàn không thải ra môi trường, sản phẩm được lấy ra khỏi khuôn

- Công đoạn làm khuôn cho sản phẩm: Khuôn kim loại được tạo thành từ

thép tấm, được gia công trên máy phay để tạo hình sản phẩm khi đúc Lõi cát được

Nguyên liệu

Lò cảm ứng Rót vào khuôn

Cắt bavia sơ bộ, nhiệt luyên (đổi

với nhôm)

Cắt làm sạch bavia (PP phun bi)

Gia công cắt gọt sản phẩm

Cát trắng

Tạo khuôn

(máy)

Chất tạo xỉ Nhiệt, hơi kim loại,

Bi

Kiểm tra, đóng gói sản phẩm Sản phẩm và bìa

carton hỏng Nước, dầu cắt gọt

làm bằng loại cát nhựa được đông cứng bằng nhiệt (200-400°C), lõi này được sử dụng để tạo hình bên trong của sản phẩm

- Cắt kênh, đậu, làm sạch bavia: Sản phẩm sau đúc được chuyển qua máy cắt

và máy mài để cắt bỏ các phần thừa ngoài sản phẩm và làm sạch bavia cạnh sắc trên sản phẩm

- Gia công cắt gọt: làm sạch bề mặt làm việc của sản phẩm (tạo các lỗ, ren

trên sản phẩm)

- Kiểm tra, đóng gói: Sản phẩm sau khi được gia công sẽ được chuyển qua

các công đoạn kiểm tra chất lượng bằng mắt và các dưỡng kiểm không ảnh hưởng đến môi trường bao gồm kiểm tra rò khí, rỗ, ngoại quan.Sau đó được đưa tới dây chuyền lắp ráp để lắp ráp với các phụ kiện kèm theo Cuối cùng được đóng vào

thùng carton để nhập vào kho

Làm sạch bề mặt bằng phun bi: Sản phẩm sau khi được cắt, mài bavia được

đưa vào máy phun bi, bi chuyên dụng kích thước từ 0.3-0.5 mm được phun vào bề mặt sản phẩm với tốc độ cao trong buồng kín của máy làm cho bề mặt sản phẩm đồng đều và đẹp hơn, loại bỏ các phần bavia còn lại

- Gia công cắt gọt sản phẩm: Sau khi sản phẩm được làm sạch bề mặt bằng

phương pháp phun bi, sản phẩm được chuyển sang các máy gia công để gia công các

1.4.3 Nhu cầu sử dụng nguyên liệu, nhiên liệu của nhà máy Vitech

Nhà máy Vitech có sử dụng một lò hơi cho công đoạn sấy khuôn Lò hơi này chạy bằng nhiên liệu là dầu FO và Gas (LPG)

Với công suất như hiện tại, lượng dầu FO mà nhà máy sử dụng khoảng 50 tấn dầu FO/tháng tương đương 70 kg/h

1.4.4 Một số vấn đề còn tồn tại đối với sự ô nhiễm môi trường không khí xung quanh Nhà máy Vitech Việt Nam

Cùng với sự phát triển của ngành đúc cơ khí nói riêng và Nhà máy Vitech Việt Nam nói riêng, việc gây ra các vấn đề ô nhiễm môi trường, đặc biệt là môi trường không khí xung quanh khu vực nhà máy là một vấn đề bức thiết Mặc dù

công ty đã lắp đặt thiết bị thu hồi và xử lý khí thải nhưng vẫn chưa giải quyết triệt

để được sự ô nhiễm môi trường không khí xung quanh (theo báo cáo giám sát môi trường định kỳ của Nhà máy Vitech hàng năm) Theo đó, nồng độ bụi và một số chất vô cơ khác trong các lần đo đạc đã có lần vượt tiêu chuẩn nhiều lần cho phép

Cụ thể trong báo cáo quan trắc định kỳ 6 tháng đầu năm 2014, nồng độ bụi đo được

là 450 µg/m3, vượt 1,5 lần so với tiêu chuẩn; nồng độ CO đo được được vượt 2,0 lần so với tiêu chuẩn theo QCVN 05:2013/BTNMT Do đó, nhà máy cần có biện pháp cải tiến hệ thống xử lý để đảm bảo xử lý triệt để các chất ô nhiễm trước khi xả

ra ngoài môi trường

1.5 Hiện trạng các công trình xử lý khí thải

1.5.1 Hệ thống xử lý khí thải từ lò điện

Hiện tại, nhà máy đang vận hành hệ thống xử lý khí thải từ lò cảm ứng và lò điện hồ quang với lưu lượng xử lý 10000 m3

/h, sử dụng công nghệ hấp thụ và hấp phụ bằng than hoạt tính, đi qua lớp vật liệu lọc, hiệu suất xử lý đạt 65% [9]

Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống xử lý khí thải từ lò điện (lò đúc):

Hình 1.6 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống xử lý khí thải từ lò điện

Nguyên lý hoạt động

Khí thải từ các khu vực phát sinh (lò nấu, lò đúc) sẽ được các chụp hút hút về

hệ thống xử lý khí thải tập trung Tại các vị trí phát sinh khí thải có lắp đặt các chụp hút để hút khí thải, khí thải từ chụp hút đi qua quạt hút và đến tháp xử lý Tại đây, khí được đưa qua một lớp vật liệu lọc có giàn phun sương để dập bụi

1.5.2 Hệ thống xử lý khí thải từ lò sấy

Khí thải đạt QCVN 19, 20:2009/BTNMT

Hệ thống xử lý khí thải từ lò sấy dùng dầu FO được sử dụng để xử lý khí thải phát sinh từ lò sấy, lưu lượng xử lý 35000 m3/h, sử dụng phương pháp lọc bụi túi vải và cyclone với hiệu suất xử lý đạt 90% [9]

Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống xử lý khí thải từ lò sấy:

Hình 1.7 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống xử lý khí thải từ lò sấy

Nguyên lý hoạt động

Bụi được hút qua buồng lọc khí, khí được lọc qua 6 quả lọc có màng ngăn, bụi được giữ lại, sau đó đẩy tiếp qua bể nước lọc thêm lần nữa Bụi được lắng tại đây, khí được đưa tiếp vào tháp xử lý bằng than hoạt tính

Lò sấy Chụp hút Buồng lọc bụi Cyclone

Tháp xử lý khí Khí thải đạt

(QCVN 19, 20:2009/BTNMT

CHƯƠNG 2 ĐỊA ĐIỂM, THỜI GIAN, PHƯƠNG PHÁP LUẬN VÀ

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Địa điểm, thời gian

* Địa điểm

Nghiên cứu được thực hiện tại nhà máy Vitech, cụm công nghiệp Tân Hồng – Hoàn Sơn, Bắc Ninh

* Thời gian thực hiện:

Nghiên cứu được thực hiện trong khoảng thời gian từ tháng 4 năm 2014 đến tháng 10 năm 2014

2.2 Phương pháp luận và phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Phương pháp luận:

Phương pháp luận rất đơn giản, đó là dùng các số liệu, công cụ đo đạc và mô hình để đánh giá hiện trạng chất lượng môi trường không khí khu vực nhà máy Từ

đó tìm ra biện pháp giảm thiểu

2.2.2 Phương pháp nghiên cứu

a) Phương pháp tham khảo, thu thập số liệu liên quan

Tuỳ từng ngành khoa học, người nghiên cứu sử dụng các phương pháp thu thập thông tin khác nhau

Các loại thông tin: Các cơ sở lý thuyết liên quan đến nội dung và đối tượng nghiên cứu; Kết quả nghiên cứu của các đồng nghiệp trong và ngoài ngạnh; Sự kiện/số liệu; Tài liệu thống kê

Các dạng tồn tại của thông tin: - Tài liệu: Tác phẩm khoa học, Sách giáo khoa, Tạp chí chuyên ngành, báo chí, các báo cáo khoa học - Hiện vật: Dạng tồn tại trong thực tế của vật chất

Các phương pháp chủ yếu để thu thập thông tin: Nghiên cứu tài liệu hoặc đối thoại trực tiếp với đồng nghiệp; quan sát trên đối tượng khảo sát; Thực nghiệm trực tiếp trên đối tượng khảo sát hoặc trên những vật mô phỏng

Trong nghiên cứu khoa học, nhà nghiên cứu thường sử dụng các phương pháp cơ bản sau để thu thập thông tin:

- Phương pháp nghiên cứu tài liệu: Mục đích nghiên cứu tài liệu là tìm hiểu lịch sử nghiên cứu, nắm bắt những nội dung đồng nghiệp đi trước đã làm, không mất thời gian lặp lại những công việc mà đồng nghiệp đi trước đã thực hiện Nội dung phân tích có thể bao gồm: Phân tích nguồn, phân tích tác giả, phân tích nội dung và tổng hợp tài liệu

- Phương pháp phi thực nghiệm: Là một phương pháp thu thập thông tin dựa trên sự quan sát, quan trắc những sự kiện đã hoặc đang tồn tại, trên cơ sở đó phát hiện quy luật của sự vật hoặc hiện trượng Trong phương pháp phi thực nghiệm, người nghiên cứu chỉ quan sát những gì đã và đang tồn tại, không có bất cứ sự can thiệp nào gây biến đổi trạng thái của đối tượng nghiên cứu

- Phương pháp thực nghiệm: Phương pháp này chủ yếu được sử dụng trong các ngành khoa học thực nghiệm Thực nghiệm là phương pháp thu thập thông tin bằng cách quan sát trong điều kiện có gây biến đổi đối tượng khảo sát một cách chủ định Bằng cách thay đổi tham số, người nghiên cứu có thể thu được những kết quả mong muốn, như: Tách riêng từng phần thuần nhất của đối tượng nghiên cứu để quan sát; Biến đổi các điều kiện tồn tại của đối tượng nghiên cứu; Rút ngắn được thời gian tiếp cận trong quan sát; Tiến hành những thực nghiệm lặp lại nhiều lần để kiểm tra lẫn nhau; Không bị hạn chế về không gian và thời gian

- Phương pháp trắc nghiệm

Các thông tin thu thập được phục vụ cho luận văn bao gồm:

- Thông tin liên quan đến hiện trạng môi trường khu vực xung quanh nhà máy

- Thông tin về quy mô sản xuất, công nghệ sản xuất của nhà máy

- Thông tin về nguyên liệu sử dụng của nhà máy

b) Phương pháp tổng hợp và xử lý số liệu

Tổng hợp và xử lý số liệu hay dữ liệu là một trong các bước cơ bản của một nghiên cứu, bao gồm xác định vấn đề nghiên cứu; thu thập số liệu; xử lý số liệu; phân tích số liệu và báo cáo kết quả Xác định rõ vấn đề nghiên cứu giúp việc thu

thập số liệu phải xác định trước các yêu cầu của phân tích để có thể thu thập đủ và đúng số liệu như mong muốn

Điều cốt lõi của phân tích số liệu là suy diễn thống kê, nghĩa là mở rộng những hiểu biết từ một mẫu ngẫu nhiên thành hiểu biết về tổng thể, hay còn gọi là suy diễn quy nạp Bản thân số liệu chỉ là số liệu thô, qua xử lý phân tích trở thành thông tin và sau đó thành tri thức Đây chính là điều mà các nghiên cứu đều mong muốn

Phương pháp này sẽ bổ sung cho phương pháp trên Tức sau khi thu thập đầy

đủ các thông tin, số liệu về vấn đề nghiên cứu cần phải tổng hợp, xử lý và phân tích chúng Từ kết quả phân tích có thể đưa ra các suy diễn cho vấn đề nghiên cứu, từ đó tìm ra biện pháp giải quyết

c) Phương pháp mô hình hóa

Mô hình hóa là phương pháp nghiên cứu bằng thực nghiệm trên mô hình của một hiện tượng thay vì nghiên cứu trực tiếp hiện tượng ấy ở dạng tự nhiên Hay nói cách khác, phương pháp mô hình hóa nghiên cứu hệ thống thông qua việc xây dựng các mô hình hoạt động của nó Phương pháp mô hình hóa được sử dụng khi biết rõ các yếu tố đầu vào, đầu ra và các phép biến đổi bên trong hệ thống

Trong báo cáo này sử dụng mô hình lan truyền chất ô nhiễm trong không khí

để tính toán nồng độ phát thải các chất ô nhiễm và lan truyền các chất ô nhiễm trong khí quyển từ các nguồn điểm

Hiện nay, trên thế giới, có rất nhiều các mô hình tính toán ô nhiễm môi trường không khí chia thành 3 hướng chính sau đây:

* Hướng 1: Mô hình thống kê kinh nghiệm dựa trên cơ sở lý thuyết Gauss

Các nhà khoa học có công phát triển hướng mô hình này là Taylor, Sutton, Tunner… và hiện nay được các nhà khoa học trên thế giới hoàn thiện thêm

* Hướng 2: Mô hình thống kê thủy động lực học sử dụng lý thuyết khuếch

tán rối trong điều kiện khí quyển có phân tầng nhiệt, mô hình này được Berliand hoàn thiện và áp dụng thành công ở Nga (nên còn gọi là mô hình Berliand)

* Hướng 3: Mô hình số trị phải giải một hệ từ 7-9 phương trình nhiệt động

lực học, cân bằng ẩm và cân bằng tạp chất Hướng nghiên cứu này đang ở giai đoạn thử nghiệm, chưa thu được kết quả mấy

Có lẽ mô hình thích hợp để phản ánh đầy đủ hiện tượng lan truyền các chất ô nhiễm từ một nguồn thải ra môi trường xung quanh là mô hình Gauss Tác động ô nhiễm từ nguồn phát thải được biểu diễn bằng sự phân bố nồng độ các chất trong không gian 3 chiều (x, y, z) Trong thực tế, trục của nguồn phát là không ổn định, chúng ta có thể xem nó dao động quanh một vị trí, một đường trục trung bình Nồng

độ ô nhiễm phân bố trên các mặt cắt đứng theo hàm Gauss phụ thuộc vào cường độ thải các nguồn, tác động gió, chiều cao và đặc biệt là điều kiện khí quyển Chính vì

sự lan truyền chất ô nhiễm ra môi trường xung quanh rất nhạy cảm với điều kiện khí quyển và mô hình Gauss với sự phát triển của Sutton hay Pasquill phản ánh được yếu tố đó nên ta sẽ chọn mô hình này để trình tính toán tác động môi trường