Nghiên cứu áp dụng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lý chất thải để đánh giá giải pháp xử lý bùn đỏ từ quá trình sản xuất alumina

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGÔ HÔNG NGHĨA NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG TIÊU CHÍ ĐÁNH GIÁ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHẤT THẢI ĐỂ ĐÁNH GIÁ GIẢI PHÁP XỬ LÝ BÙN ĐỎ TỪ QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT ALUMINA Chuyên ngành : Công nghệ môi trƣờng LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ MÔI TRƢỜNG NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC : TS TRẦN THỊ THÚY Hà Nội – 2012 Nghiên cứu áp dụng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lý chất thải để đánh giá giải pháp xử lý bùn đỏ từ trình sản xuất nhôm – Ngô Hồng Nghĩa – Cao học CNMT 2010 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài luận văn thạc sỹ khoa học: “Nghiên cứu áp dụng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lý chất thải đề đánh giá giải pháp xử lý bùn đỏ từ trình sản xuất alumina” thực với hƣớng dẫn TS Trần Thị Thúy TS Hoàng Thu Hƣơng Đây chép cá nhân, tổ chức Các số liệu, nguồn thông tin luận văn điều tra, trích dẫn, tính toán đánh giá Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm nội dung mà trình bày luận văn Hà Nội, ngày tháng HỌC VIÊN Ngô Hồng Nghĩa ii năm 2012 Nghiên cứu áp dụng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lý chất thải để đánh giá giải pháp xử lý bùn đỏ từ trình sản xuất nhôm – Ngô Hồng Nghĩa – Cao học CNMT 2010 LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, xin đƣợc bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Trần Thị Thúy TS Hoàng Thu Hƣơng, ngƣời hƣớng dẫn thực luận văn, ngƣời quan tâm, động viên, giúp đỡ suốt trình làm luận văn Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới toàn thể thầy cô giáo hai viện: Viện Khoa học Công nghệ Môi trƣờng; Viện Kỹ thuật Hóa học thuộc trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội trang bị cho kiến thức bổ ích, thiết thực nhƣ nhiệt tình, ân cần dạy bảo năm vừa qua Tôi xin chân thành cảm ơn Viện đào tạo sau đại học tạo điều kiện thuận lợi cho trình học tập, nghiên cứu, hoàn thành luận văn Tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến Viện Hóa học - Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam, phòng thí nghiệp R&D - Đại học Bách khoa Hà Nội, tập đoàn Than – Khoáng sản Việt Nam tạo điều kiện thuận lợi để có đƣợc thông tin, tài liệu quý báu phục vụ cho luận văn thạc sỹ khoa học Cuối cùng, xin cảm ơn gia đình bạn bè động viên, giúp đỡ trình học tập làm luận văn Hà Nội, ngày tháng HỌC VIÊN Ngô Hồng Nghĩa iii năm 2012 Nghiên cứu áp dụng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lý chất thải để đánh giá giải pháp xử lý bùn đỏ từ trình sản xuất nhôm – Ngô Hồng Nghĩa – Cao học CNMT 2010 MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG I TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NHÔM VÀ ĐÁNH GIÁ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHẤT THẢI 1.1 Tổng quan công nghệ sản xuất nhôm 1.1.1 Bô xít – nguyên liệu cho trình sản xuất nhôm 1.1.2 Công nghệ sản xuất nhôm 1.1.3 Phân loại sản phẩm, lĩnh vực sử dụng 11 1.1.4 Vấn đề môi trƣờng trình sản xuất bô xít 12 1.2 Tổng quan đánh giá công nghệ xử lý chất thải 17 1.2.1 Khái niệm, ý nghĩa hoạt động đánh giá công nghệ xử lý chất thải 16 1.2.2 Nguyên tắc chung việc lựa chọn, định hƣớng tiêu chí 19 1.2.3 Hiện trạng hoạt động đánh giá công nghệ xử lý chất thải 21 CHƢƠNG II MỤC TIÊU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23 2.1 Mục tiêu nghiên cứu 23 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu đặc tính bùn đỏ 23 2.2.1 Lấy mẫu xử lý mẫu 23 2.2.2 Phƣơng pháp phân tích 23 2.3 Đánh giá công nghệ xử lý chất thải 32 CHƢƠNG III ĐẶC TÍNH BÙN ĐỎ, HIỆN TRẠNG MỘT SỐ CÔNG NGHỆ LƢU GIỮ VÀ XỬ LÝ BÙN ĐỎ 37 3.1 Đặc tính bùn đỏ từ trình sản xuất nhôm 37 3.1.1 pH 37 3.1.2 Độ dẫn điện 37 3.1.3 Sắt 38 3.1.4 Kim loại khác 39 3.1.5 Phân tích hàm lƣợng Cacbon hữu 39 3.1.6 Kết phân tích silic titan 40 3.2 Hiện trạng số công nghệ lƣu giữ bùn đỏ 41 iv Nghiên cứu áp dụng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lý chất thải để đánh giá giải pháp xử lý bùn đỏ từ trình sản xuất nhôm – Ngô Hồng Nghĩa – Cao học CNMT 2010 3.2.1 Lƣu giữ bùn đỏ phƣơng pháp thải ƣớt 41 3.2.2 Lƣu giữ bùn đỏ phƣơng pháp thải khô nhiều lớp 44 CHƢƠNG IV XÂY DỰNG CÁC TIÊU CHÍ ĐÁNH GIÁ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ CHO CÁC PHƢƠNG PHÁP LƢU GIỮ BÙN ĐỎ VÀ ÁP DỤNG TRONG ĐIỀU KIỆN VIỆT NAM 46 4.1 Xây dựng tiêu chí đánh giá công nghệ cho phƣơng pháp lƣu giữ bùn đỏ 46 4.2 Áp dụng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lý bùn đỏ điều kiện Việt Nam 52 4.2.1 Phƣơng pháp thải ƣớt 52 4.2.2 Phƣơng pháp thải khô nhiều lớp 54 4.3 Đánh giá phƣơng pháp xử lý bùn đỏ, lựa chọn giải pháp phù hợp 56 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO 60 PHỤ LỤC 63 v Nghiên cứu áp dụng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lý chất thải để đánh giá giải pháp xử lý bùn đỏ từ trình sản xuất nhôm – Ngô Hồng Nghĩa – Cao học CNMT 2010 DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Abs Độ hấp thụ quang Absorption Bảo vệ môi trƣờng BVMT COD Chemical Oxygen Demand Nhu cầu oxy hóa học CV Coefficient of variation Hệ số biến thiên EC Electrical Conductivity Độ dẫn điện ICP - MS Inductively coupled plasma mass spectrometry Thiết bị khối phổ plasma cảm ứng Max Maximum Giá trị lớn Min Minimum Giá trị nhỏ QCVN Quy chuẩn Việt Nam TB Trung bình TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TNHH Trách nhiệm hữu hạn TNMT Tài nguyên môi trƣờng TOC Total organic cacbon Tổng cac bon hữu TSP Total suspend particular Tổng lƣợng bụi lơ lửng Ultraviolet spectroscopy visible Máy quang phổ tử ngoại khả kiến UV - VIS vi Nghiên cứu áp dụng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lý chất thải để đánh giá giải pháp xử lý bùn đỏ từ trình sản xuất nhôm – Ngô Hồng Nghĩa – Cao học CNMT 2010 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Phân bố trữ lƣợng bô xít nhà khai thác hàng đầu giới Bảng 1.2 Thành phần hóa học khoáng vật quặng bô xít Bảng 1.3 Thành phần hóa học số mẫu quặng bô xít Việt Nam Bảng 1.4 Thành phần hóa học bùn đỏ 13 Bảng 2.1 Liều lƣợng, hóa chất sử dụng phân tích sắt thioxianat 27 Bảng 2.2 Liều lƣợng, hóa chất sử dụng phân tích sắt axit sunfosalixilic 28 Bảng 2.3 Dãy chuẩn glucoza dung dịch dicromat 31 Bảng 2.4 Một số tiêu chí xây dựng đánh giá công nghệ xử lý bùn đỏ 35 Bảng 3.1 Kết đo pH 37 Bảng 3.2 Kết đo độ dẫn điện mẫu bùn đỏ 37 Bảng 3.3 Kết phân tích sắt mẫu bùn đỏ 38 Bảng 3.4 Kết phân tích số tiêu kim loại mẫu bùn đỏ 39 Bảng 3.5 Kết phân tích hàm lƣợng cacbon hữu mẫu bùn đỏ 39 Bảng 3.6 Kết phân tích silic titan 40 Bảng 3.7 Thành phần khối lƣợng nguyên tố mẫu khô 40 Bảng 3.8 Thành phần khối lƣợng nguyên tố bùn khô bùn ƣớt 40 Bảng 4.1 Bảng lƣợng hóa điểm số tiêu chí tính khả thi kỹ thuật 49 Bảng 4.2 Bảng lƣợng hóa điểm số tiêu chí tính an toàn môi trƣờng 50 Bảng 4.3 Bảng lƣợng hóa đánh giá công nghệ theo tiêu chí tối đa 51 Bảng 4.4 Lƣợng hóa điểm số tiêu chí phƣơng pháp thải ƣớt 54 Bảng 4.5 Lƣợng hóa điểm số tiêu chí phƣơng pháp thải khô nhiều lớp 56 vii Nghiên cứu áp dụng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lý chất thải để đánh giá giải pháp xử lý bùn đỏ từ trình sản xuất nhôm – Ngô Hồng Nghĩa – Cao học CNMT 2010 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý dây chuyền công nghệ Bayer Hình 1.2 Sơ đồ nguyên lý bể điện phân nhôm 11 Hình 1.3 Sơ đồ sản phẩm lĩnh vực sử dụng quặng bô xít 12 Hình 1.4 Dòng vật chất trình sản xuất nhôm 14 Hình 1.5 Sự cố môi trƣờng nhà máy alumin Ajica – Hungary 15 Hình 1.6 Sự ô nhiễm nguồn nƣớc mặt 15 Hình 1.7 Sự phá hủy thực vật 16 Hình 2.1 Đƣờng chuẩn phân tích sắt với thuốc thử thioxianat 27 Hình 2.2 Đƣờng chuẩn phân tích sắt với thuốc thử axit sunfosalixilic 29 Hình 2.3 Đƣờng chuẩn phân tích tổng cacbon hữu 31 Hình 3.1 Cấu tạo đê bao hồ chứa bùn đỏ 42 Hình 3.2 Mô lớp lót đáy, lớp phủ bề mặt hệ thống quan trắc hồ chứa 42 Hình 3.3 Sơ đồ thải khô nhiều lớp 45 viii Nghiên cứu áp dụng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lý chất thải để đánh giá giải pháp xử lý bùn đỏ từ trình sản xuất nhôm – Ngô Hồng Nghĩa – Cao học CNMT 2010 MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Trong năm gần đây, ngành công nghiệp khai thác chế biến quặng bô xít Việt Nam có phát triển mạnh mẽ, nhiều dự án đƣợc triển khai xây dựng qui mô lớn Tuy nhiên, tác động tiêu cực phát triển vấn đề ô nhiễm môi trƣờng chất thải phát sinh từ trình chế biến bô xít Hiếm có ngành sản xuất mà lƣợng chất thải phát sinh đơn vị sản phẩm lớn nhƣ ngành chế biến quặng bô xít Quản lý xử lý lƣợng chất thải thách thức lớn cho nhà sản xuất nhà môi trƣờng giới nhƣ Việt Nam Đã có nhiều phƣơng án đƣợc xây dựng, nhiên việc lựa chọn phƣơng án khả thi kinh tế - kỹ thuật - môi trƣờng dự án cụ thể toán phức tạp, thu hút quan tâm nhiều nhà môi trƣờng nƣớc “Đánh giá công nghệ xử lý chất thải” công cụ quan trọng để xác định phƣơng án công nghệ tối ƣu xử lý chất thải Trong năm gần đây, hoạt động có bƣớc phát triển mạnh mẽ, đƣợc ứng dụng nhiều ngành, nhiều lĩnh vực sản xuất Trên sở lƣợng hóa tính điểm tiêu chí nhỏ, đánh giá lợi ích - chi phí mặt kinh tế - kỹ thuật - môi trƣờng công nghệ , kết cuối phản ánh tối ƣu công nghệ đƣợc lựa chọn đánh giá Xuất phát từ thực tế này, để giải toán môi trƣờng trình khai thác chế biến quặng bô xít, đề tài “ Nghiên cứu áp dụng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lý chất thải để đánh giá giải pháp xử lý bùn đỏ từ trình sản xuất alumina” đƣợc thực Với kỳ vọng xây dựng tiêu chí chuẩn để đánh giá công nghệ xử lý chất thải, đóng góp thêm phƣơng án giải vấn đề môi trƣờng dự án sản xuất nhôm, làm sở lý luận cho dự án khác nhôm Nghiên cứu áp dụng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lý chất thải để đánh giá giải pháp xử lý bùn đỏ từ trình sản xuất nhôm – Ngô Hồng Nghĩa – Cao học CNMT 2010 Mục tiêu đề tài - Xác định thành phần chủ yếu bùn đỏ phát sinh từ công nghệ sản xuất alumina từ quặng bô xít - Đánh giá phƣơng pháp xử lý chất thải từ trình sản xuất alumina dựa tiêu chí đánh giá công nghệ - Đề xuất giải pháp phù hợp để xử lý bùn đỏ Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu - Đối tƣợng nghiên cứu: chất thải từ trình chế biến quặng bô xít nhà máy hóa chất Tân Bình, thành phố Hồ Chí Minh; hai phƣơng án công nghệ xử lý chất thải bô xít bao gồm phƣơng án thải khô nhiều lớp phƣơng án thải ƣớt - Phạm vi nghiên cứu: khảo sát tính khả thi hai phƣơng pháp thải khô nhiều lớp thải ƣớt mặt kinh tế - kỹ thuật – môi trƣờng Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài - Ý nghĩa khoa học: dựa phƣơng pháp luận đánh giá công nghệ xử lý chất thải nói chung, đề tài xây dựng tiêu chí chung phục vụ cho công tác đánh giá công nghệ xử lý chất thải ngành nhôm, đóng góp sở lý luận đánh giá công nghệ xử lý cho đối tƣợng cụ thể, tài liệu cho công trình đánh giá đối tƣợng khác - Ý nghĩa thực tiễn: tiêu chí chung đƣợc xây dựng giúp cho nhà đầu tƣ có hội lựa chọn phƣơng án thích hợp dự án cụ thể, hạn chế rủi ro, đem lại lợi ích kinh tế môi trƣờng tiến trình phát triển đất nƣớc Nghiên cứu áp dụng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lý chất thải để đánh giá giải pháp xử lý bùn đỏ từ trình sản xuất nhôm – Ngô Hồng Nghĩa – Cao học CNMT 2010 - Bụi: tƣơng tự nhƣ phƣơng pháp thải ƣớt, chƣa có số liệu quan trắc cụ thể chất lƣợng không khí xung quanh bãi thải khô nên tiêu chí hàm lƣợng bụi không khí có hệ số *Hiệu kinh tế - Chi phí đầu tƣ: đầu tƣ cho hệ thống thải khô nhiều lớp tốn so với phƣơng pháp thải ƣớt, cần phải đầu tƣ vào nhiều hợp phần hơn: hệ thống cô đặc, hệ thống lọc chân không, hệ thống bơm bùn áp lực cao (có thể thay xe tải), ra, hồ chứa đƣợc thiết kế phức tạp hơn…Theo nhận định số chuyên gia, đầu tƣ cho hệ thống thải khô có giá cao so với phƣơng pháp thải ƣớt khoảng 30% giá trị Chi phí cho thải khô cao có hệ số - Chi phí vận hành: hệ thống vận hành đơn giản, thời gian khô nhanh phí cho quan trắc nhân công thấp Đánh giá chi phí vận hành mức độ trung bình, hệ số 0,25 - Giá trị thu lời từ sản phẩm thứ cấp: bùn thải sau phơi khô tự nhiên đƣợc sử dụng vào số mục đích nhƣ cải tạo đất chua, sản xuất vật liệu xây dựng (gạch, ngói)…hoặc tận thu sắt nhôm oxit titan [30] Mặc dù cần phải trải qua giai đoạn tiền xử lý, khả ứng dụng bùn đỏ khô đƣợc đánh giá cao, hệ số 0,5 * Tính khả thi kỹ thuật: - Khả sửa chữa, chế tạo thay phụ tùng: thiết bị cô đặc, thiết bị lọc ép chân không (hoặc thiết bị lọc bội áp Hyperbaric) chủ yếu nhà cung cấp nƣớc (ví dụ Bokela GmbH - Đức, Andritz separation GbmH - Đức), việc sửa chữa bảo dƣỡng phức tạp gặp nhiều khó khăn Đánh giá mức độ khó thay thế, hệ số - Khả mở rộng khu xử lý: có khả mở rộng khu xử lý, hệ số 0,25 - Khả khí tự động hóa cao: hệ số 0,5 - Phù hợp với trình độ kỹ thuật ngƣời lao động: hệ số 0,25 55 Nghiên cứu áp dụng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lý chất thải để đánh giá giải pháp xử lý bùn đỏ từ trình sản xuất nhôm – Ngô Hồng Nghĩa – Cao học CNMT 2010 - Phù hợp với điều kiện khí hậu địa phƣơng: chất thải từ phƣơng pháp thải khô có khả ngấm nƣớc thấp nên xem xét khả phƣơng pháp thải khô phù hợp với điều kiện khí hậu khu vực, hệ số 0,5 * Tính an toàn môi trƣờng: - Khả phát sinh tiếng ồn: trình vận chuyển chất thải có sử dụng hệ thống bơm bùn áp lực cao (hoặc xe tải, xe ủi), nguồn phát sinh tiếng ồn suốt thời gian hoạt động nhà máy, tiêu chí có hệ số - Thời gian hoàn nguyên: lƣợng chất lỏng kèm theo chiếm tỉ lệ nhỏ (khoảng 30%) nên thời gian bay nhanh, bãi chứa mau đạt đƣợc trạng thái ổn định, thời gian hoàn nguyên nhanh, hệ số 0,5 - Sức khỏe công nhân: công nhân vận hành thƣờng xuyên chịu tác động từ khói bụi, tiếng ồn phát sinh từ hệ thống, hệ số Bảng 4.5 Bảng lượng hóa điểm số tiêu chí phương pháp thải khô nhiều lớp Tiêu chí (t) I Điểm đánh giá cho tiêu chí (i*j) 4×0,25 4×0,5 4×0,5 II 4×0 4×0,25 2×0,5 III 3×0 3×0,25 3×0,5 IV 2×0 4×0,5 4×0 3×0 Tổng 20 3×0,25 4×0,5 Tổng điểm tối đa cho công nghệ thải khô nhiều lớp 10 42 4.3 Đánh giá phƣơng pháp xử lý bùn đỏ, lựa chọn giải pháp phù hợp Phƣơng pháp thải khô nhiều lớp đạt 42 điểm, tiêu chí hiệu kinh tế có điểm số thấp 50% điểm số tối đa tiêu chí đó, tiêu chí khác đạt đƣợc hiệu mong muốn Đây công nghệ tiên tiến sở đề cao tính bảo vệ môi trƣờng (đạt 20 30 điểm), công nghệ vận hành đơn giản, khả khí hóa, tự động hóa cao Trong tiêu chí hiệu bảo vệ môi trƣờng, vấn đề phát tán bụi vào môi trƣờng chƣa đƣợc làm rõ, tiêu chí giá trị pH, hàm lƣợng kim loại nặng khả gây cố môi 56 Nghiên cứu áp dụng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lý chất thải để đánh giá giải pháp xử lý bùn đỏ từ trình sản xuất nhôm – Ngô Hồng Nghĩa – Cao học CNMT 2010 trƣờng đạt đƣợc yêu cầu bảo vệ môi trƣờng Tuy nhiên, hiệu kinh tế phƣơng pháp khó đƣợc chấp nhận điều kiện quốc gia phát triển nhƣ Việt Nam Phƣơng pháp thải khô nhiều lớp thƣờng đƣợc sử dụng quốc gia có kinh tế phát triển đề cao tính bảo vệ môi trƣờng nhƣ Úc, Ấn Độ… Phƣơng pháp đƣợc áp dụng, nhiên cần xem xét cải tiến công nghệ để hạ thấp chi phí đầu tƣ vận hành để đạt đƣợc lợi ích tốt Phƣơng pháp thải ƣớt có hiệu kinh tế cao, đạt điểm số tối đa cho tiêu chí tính kinh tế (20/20 điểm) So với phƣơng pháp thải khô nhiều lớp, chi phí đầu tƣ vận hành hệ thống thải ƣớt tiết kiệm đƣợc khoảng 30%, điều kiện kinh tế phát triển, số có ý nghĩa Tiêu chí hiệu bảo vệ môi trƣờng chƣa đạt đƣợc yêu cầu mong muốn, tồn hàm lƣợng lớn kiềm chất thải đầu ra, khả trung hòa để giảm thiểu mức độ nguy hại bùn đỏ không cao, ảnh hƣởng lớn tới hiệu kinh tế phƣơng pháp Vấn đề phát tán bụi chƣa đƣợc làm rõ, nhiên thực tế vận hành nhiều hồ chứa giới cho thấy tình trạng phát tán bụi khu vực thải vấn đề đáng lo ngại, cần thiết có nghiên cứu đánh giá bổ sung cho tiêu chí Nguy xảy cố môi trƣờng, thời gian hoàn nguyên phục hồi lâu điểm tồn phƣơng pháp thải ƣớt Tuy nhiên áp dụng vào thực tế địa phƣơng tiêu chí hiệu bảo vệ môi trƣờng đƣợc xem xét mềm dẻo, khả phát tán rò rỉ bùn đỏ, nguy gây cố môi trƣờng đƣợc kiểm soát…, hạn chế tối đa tác động xấu tới chất lƣợng môi trƣờng, hiệu bảo vệ môi trƣờng đƣợc cải thiện Đây phƣơng pháp phổ biến với ƣu điểm: chi phí đầu tƣ vận hành thấp, khả xử lý với qui mô lớn, vận hành đơn giản, khả khí hóa cao Nếu khả bảo vệ môi trƣờng phƣơng pháp đƣợc cải thiện, phƣơng pháp thải ƣớt trở nên tối ƣu so với phƣơng pháp thải khô nhiều lớp Phƣơng pháp đƣợc lƣợng hóa 48/70 điểm tối đa, phƣơng pháp đƣợc khuyến khích áp dụng Việt Nam 57 Nghiên cứu áp dụng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lý chất thải để đánh giá giải pháp xử lý bùn đỏ từ trình sản xuất nhôm – Ngô Hồng Nghĩa – Cao học CNMT 2010 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Luận văn phân tích đƣợc thành phần bùn đỏ, nghiên cứu đặc tính lý hóa bùn đỏ cho thấy giá trị pH bùn đỏ vƣợt ngƣỡng cho phép, thành phần kim loại bùn đỏ chủ yếu sắt nhôm, hàm lƣợng kim loại nặng bùn đỏ không đáng kể Bùn đỏ cần đƣợc lƣu giữ xử lý đảm bảo yêu cầu chất thải nguy hại Trên sở khía cạnh kinh tế - kỹ thuật môi trƣờng, luận văn xây dựng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lý bùn đỏ từ trình sản xuất gồm tiêu chí: hiệu bảo vệ môi trƣờng, tính kinh tế, tính khả thi kỹ thuật, tính an toàn môi trƣờng, hai tiêu chí quan trọng hiệu bảo vệ môi trƣờng hiệu kinh tế Dựa tiêu chí xây dựng, luận văn lựa chọn tiến hành đánh giá hiệu lƣu giữ xử lý bùn đỏ cho hai phƣơng pháp thải khô nhiều lớp thải ƣớt Phƣơng pháp thải khô nhiều lớp có hiệu bảo vệ môi trƣờng cao nhiên không đảm bảo tính kinh tế Phƣơng pháp thải ƣớt đƣợc đánh giá phù hợp đƣợc khuyến khích áp dụng điều kiện Việt Nam Đánh giá giải pháp xử lý bùn đỏ trình cần tham khảo nhiều tài liệu chuyên ngành ý kiến nhiều chuyên gia để đánh giá cách khách quan xác Tuy nhiên khuôn khổ luận văn cao học tránh khỏi ý kiến cá nhân ngƣời làm luận văn, nên trình đánh giá mang tính chủ quan nhiều Kiến nghị Hiện nay, công nghệ thải ƣớt bùn đỏ đƣợc đánh giá phù hợp với điều kiện Việt Nam đƣợc áp dụng hai dự án Tân Rai Nhân Cơ Việc đánh giá hiệu kinh tế - kỹ thuật môi trƣờng công nghệ thải ƣớt Việt Nam phụ thuộc nhiều vào nghiên cứu nƣớc ngoài, để đạt đƣợc hiệu nhƣ mong muốn 58 Nghiên cứu áp dụng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lý chất thải để đánh giá giải pháp xử lý bùn đỏ từ trình sản xuất nhôm – Ngô Hồng Nghĩa – Cao học CNMT 2010 cần có điều tra nghiên cứu cách cụ thể nét tƣơng đồng khác biệt điều kiện Việt Nam nƣớc ngoài, so sánh giúp cho trình xây dựng vận hành hệ thống đạt hiệu cao Tiếp tục nghiên cứu nâng cao hiệu bảo vệ môi trƣờng phƣơng pháp thải ƣớt Triển khai nhiều hƣớng ứng dụng liên quan tới bùn đỏ, tìm kiếm giải pháp tận thu kim loại, xem xét sử dụng bùn đỏ nhƣ nguồn nguyên liệu đầu vào cho trình công nghiệp khác, ví dụ luyện kim, sản xuất vật liệu xây dựng… Điều tra nghiên cứu, khảo sát cập nhật để xây dựng tiêu chí hoàn chỉnh hơn, làm sở đánh giá hiệu cho công trình xử lý chất thải ngành nhôm nƣớc, làm tài liệu hữu ích cho đối tƣợng khác nhôm Do thời gian làm luận văn ngắn, trình độ hiểu biết thân non kém, số liệu liệu lạc hậu chƣa đầy đủ, thu thập từ nhiều nguồn khác tự tạo lập nên chƣa có đủ độ xác, tin cậy nên nội dung luận văn nhiều hạn chế thiếu sót, trình đánh giá mang tính chủ quan chƣa chặt chẽ Rất mong nhận đƣợc nhận xét, đóng góp ý kiến quý thầy cô, đồng nghiệp để luận văn hoàn thiện hơn, áp dụng đƣợc tốt vào thực tế đánh giá công nghệ xử lý chất thải nói chung đánh giá công nghệ xử lý chất thải ngành nhôm nói riêng 59 Nghiên cứu áp dụng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lý chất thải để đánh giá giải pháp xử lý bùn đỏ từ trình sản xuất nhôm – Ngô Hồng Nghĩa – Cao học CNMT 2010 TÀI LIỆU THAM KHẢO Baksa, Kajdi (2010), Alumina production and environmental protection at Ajka plant in Hungary, Ajka, Hungary Bộ Tài nguyên môi trƣờng Việt Nam, QCVN 05: 2009 BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lƣợng không khí xung quanh Bộ Tài nguyên môi trƣờng Việt Nam, QCVN 07: 2009 BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia ngƣỡng chất thải nguy hại Bùi Đăng Hạnh (2002), Nghiên cứu tổng hợp Zeolit từ bùn đỏ để xử lý nước thải chứa Urani, Hà Nội, Việt Nam Cablik V (2007), Characterization and applications of red mud from bauxite processing, Http:// www.min-pan.krakow.pl, ngày truy cập: 15 tháng năm 2011 Cục bảo vệ môi trƣờng (2007 – 2008), Báo cáo tổng hợp nhiệm vụ Hoàn thiện trình ban hành quy định quy trình xét chọn, đánh giá thẩm định công nghệ môi trường phù hợp điều kiện Việt Nam, Hà Nội Đào Xuân Phái (1996), “Nghiên cứu khả công nghệ chế tạo gạch chịu lửa bacor theo phƣơng pháp điện nóng chảy”, tuyển tập công trình khoa học 2, tr 260 – 264, Đại học Bách khoa Hà Nội European IPPC bureau (2004), Reference document on best available techniques for management of tailings and waste – rock in mining activities Gaugliz G and T Vo Dinh (2003), Handbook of spectroscopy, Straus offset durck GmbH, Morlenback 10 Grafe M , Power G and Klauber C (2009), Review of bauxite residue alkalinity and associated chemistry, Csiro, Australia 11 Habashi F (2005), Pollution problems in the mineral and metallurgical industries, Metallugical extractive Quebec, Canada 12 Hoàng Minh Châu, Từ Văn Mặc, Từ Vọng Nghi (2010), Cơ sở hóa học phân tích, nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội 60 Nghiên cứu áp dụng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lý chất thải để đánh giá giải pháp xử lý bùn đỏ từ trình sản xuất nhôm – Ngô Hồng Nghĩa – Cao học CNMT 2010 13 Hoàng Văn Bính (2002), Độc chất học công nghiệp dự phòng nhiễm độc, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội 14 Http://www.minesandcommunities.org/ 15 Huan T M , De-watering, disposal and utiliztion of red mud: state of the art and emerging technologies, Http: www.redmud.org, ngày truy cập 15 tháng năm 2011 16 Janos Szepvolgyi (2009), Properties, disposal and utilization of red mud, Budapes, Hungary 17 Katarina M (2007), Environmental aspects of use of Aluminium for prefabricate lightweight houses: dymaxion house case study, Journal of green building, volume 2, number 18 Lê Huy Bá, Võ Đình Long, Vũ Chí Hiếu (2006), Tài nguyên môi trường phát triển bền vững, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội 19 Luật Bảo vệ môi trƣờng 2003 (điều – 11) 20 Ngô Hồng Phƣơng (2008), Nghiên cứu đề xuất tiêu chí đánh giá công nghệ xử lý chất thải, áp dụng thử nghiệm đánh giá công nghệ xử lý nước thải chế biến thủy sản Việt Nam, Đại học Bách Khoa Hà Nội, Hà Nội 21 Nguyễn Trung Minh (2011), Hạt vật liệu chế tạo từ bùn đỏ Bauxit Bảo Lộc định hƣớng ứng dụng xử lý ô nhiễm nƣớc thải, tạp chí khoa học trái đất, 33(2), tr 231 – 237 22 Nguyễn Văn Tuấn (2007), Độ lệch chuẩn hay sai số chuẩn, Hồ Chí Minh 23 Phạm Thị Thùy Vân (2010), Nghiên cứu áp dụng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lý chât thải để đánh giá công nghệ xử lý nước thải ngành giấy bột giấy, Đại học Bách Khoa Hà Nội, Hà Nội 24 Raghavan P.K.N., Kshatriya N.K and Katarzyna Wawrynink (2011), Recovery of metal values from redmud, Warsaw University of Technology, Poland 25 Reddy, Krishna P (2003), Bioremediation of bauxite residue (red mud) using microbes, Patiala, India 61 Nghiên cứu áp dụng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lý chất thải để đánh giá giải pháp xử lý bùn đỏ từ trình sản xuất nhôm – Ngô Hồng Nghĩa – Cao học CNMT 2010 26 Takagi M (2006), Các phương pháp phân tích hóa học, Nhà xuất Kagaku – Dojin, Kyoto 27 Trần Đức Thảo (2009), Nghiên cứu áp dụng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lý chất thải để đánh giá công nghệ xử lý nước thải bệnh viện Việt Nam, Hà Nội, Việt Nam 28 Trần Minh Huân (2009), Lưu giữ tận dụng bùn đỏ, Hội Khoa học kỹ thuật mỏ, Hà Nội, Việt Nam 29 US Geologyco Survey (2012), Mineral Commodity Summaries, American 30 United nations conference on trade and development (1995), Environment aspects of bauxite, alumina and aluminiumm production in Brazil, Http: www.unctad.org, ngày truy cập: 10 tháng năm 2012 Một số trang tài liệu tham khảo: http://www.usgs.gov http://www.world-aluminium.org http:// www.redmud.org http://www.monre.gov.vn http://www.epa.gov http://www.alcoa.com 62 Nghiên cứu áp dụng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lý chất thải để đánh giá giải pháp xử lý bùn đỏ từ trình sản xuất nhôm – Ngô Hồng Nghĩa – Cao học CNMT 2010 PHỤ LỤC 63 Nghiên cứu áp dụng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lý chất thải để đánh giá giải pháp xử lý bùn đỏ từ trình sản xuất nhôm – Ngô Hồng Nghĩa – Cao học CNMT 2010 PHỤ LỤC 1: QCVN 07: 2009/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia ngƣỡng chất thải nguy hại Bảng 1: Các tính chất nguy hại T T Tính chất nguy hại Ngƣỡng CTNH Tính dễ bắt cháy Nhiệt độ chớp cháy  60 0C Tính kiềm pH  12,5 Tính axít pH  2,0 64 Nghiên cứu áp dụng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lý chất thải để đánh giá giải pháp xử lý bùn đỏ từ trình sản xuất nhôm – Ngô Hồng Nghĩa – Cao học CNMT 2010 PHỤ LỤC 2: QCVN 07: 2009/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia ngƣỡng chất thải nguy hại Bảng 2: Các thành phần nguy hại vô Ngƣỡng CTNH TT Thành phần nguy hại(1) Công thức Hàm lƣợng tuyệt Nồng độ hoá học đối sở, H ngâm chiết, (ppm) Ctc (mg/l) Nhóm kim loại nặng hợp chất vô chúng (tính theo nguyên tố kim loại) Antimon (Antimony)(2) Sb 20 Asen (Arsenic)(#) As 40 Ba 2.000 100 Bari (Barium) trừ bari sunphat (barium sulfate) Bạc (Silver)(#)(2) Ag 100 5 Beryn (Beryllium)(#) Be 0,1 Cadmi (Cadmium)(#) Cd 10 0,5 Chì (Lead)(2) Pb 300 15 Coban (Cobalt) Co 1.600 80 Kẽm (Zinc) (2) Zn 5.000 250 Mo 7.000 350 Molybden (Molybdenum) 10 trừ molybden disunphua (molybdenum disulfide) 11 Nicken (Nickel)(2) Ni 1.400 70 12 Selen (Selenium)(#) Se 20 13 Tali (Thallium) Ta 140 14 Thủy ngân (Mercury)(#) Hg 0,2 65 Nghiên cứu áp dụng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lý chất thải để đánh giá giải pháp xử lý bùn đỏ từ trình sản xuất nhôm – Ngô Hồng Nghĩa – Cao học CNMT 2010 Ngƣỡng CTNH Thành phần nguy hại(1) TT Công thức Hàm lƣợng tuyệt Nồng độ hoá học đối sở, H ngâm chiết, (ppm) Ctc (mg/l) 15 Crom VI (Chromium VI) (#)(2) Cr 100 16 Vanadi (Vanadium) Va 500 25 F_ 3.600 180 CN- 30 CN- 590 Các thành phần vô khác Muối florua (Fluoride) trừ canxi 17 florua (calcium floride) Xyanua hoạt động 18 (Cyanides amenable)(#) Tổng Xyanua 19 (Total cyanides)(4) 20 Amiăng (Abestos)(5) 10.000 Chú thích: (1) Trong ngoặc tên hóa chất theo tiếng Anh; (2) Trƣờng hợp phế liệu kim loại antimon, bạc, chì, kẽm, nicken, crom phế liệu hợp kim có chứa kim loại đƣợc làm sạch, không lẫn tạp chất, không chứa thành phần nguy hại khác vƣợt ngƣỡng CTNH, dạng thanh, khối, tấm, đoạn thanh, đoạn ống, đầu mẩu, đầu tấm, đầu cắt, phoi, sợi, mảnh (không phải dạng bột), đƣợc tách riêng cho mục đích tái chế, tái sử dụng kim loại không tính thành phần nguy hại vô phế liệu; (3) CAS tên viết tắt Chemical Abstracts Service Registry Numbers, số đăng ký tên hóa chất; (4) Phải áp dụng giá trị tổng thành phần này; (5) Chỉ áp dụng amiăng (bao gồm loại chrysotile hay amiăng trắng, amosite hay amiăng nâu, crocidolite hay amiăng xanh, tremolite, anthophyllite actinolite) chất thải dạng bột, sợi, bở, dễ vụn; không áp dụng vật liệu amiăng-ximăng thải; 66 Nghiên cứu áp dụng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lý chất thải để đánh giá giải pháp xử lý bùn đỏ từ trình sản xuất nhôm – Ngô Hồng Nghĩa – Cao học CNMT 2010 (6) Chỉ áp dụng giá trị tổng trƣờng hợp không áp dụng phân biệt theo nhóm chất (TCDD, PeCDD, HxCDD); (7) Chỉ áp dụng giá trị tổng trƣờng hợp không áp dụng phân biệt theo nhóm chất (TCDF, PeCDF, HxCDF); (8) Chỉ áp dụng giá trị tổng trƣờng hợp không áp dụng phân biệt theo số phân tử C (cacbon); (#) Thành phần nguy hại đặc biệt (có tính chất cực độc có khả gây ung thƣ hay gây đột biến gen cao) với ngƣỡng hàm lƣợng tuyệt đối nhỏ 100 ppm 67 Nghiên cứu áp dụng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lý chất thải để đánh giá giải pháp xử lý bùn đỏ từ trình sản xuất nhôm – Ngô Hồng Nghĩa – Cao học CNMT 2010 PHỤ LỤC MỘT SỐ THIẾT BỊ LỌC TRONG CÔNG NGHỆ THẢI KHÔ Lọc chân không tang trống (Nguồn: Bokela GmbH, 76131 Karlsruhe, Deutschland) Thiết bị lọc chân không dạng đĩa (Nguồn: Bokela GmbH, 76131 Karlsruhe, Deutschland) 68 Nghiên cứu áp dụng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lý chất thải để đánh giá giải pháp xử lý bùn đỏ từ trình sản xuất nhôm – Ngô Hồng Nghĩa – Cao học CNMT 2010 Thiết bị lọc bội áp Hyperbaric (Nguồn: Andritz separation GmbH Cologne) 69 ... phƣơng pháp luận để đánh giá công nghệ xử lý chất thải sau tốt mang tính ứng dụng thực tiễn nhiều 22 Nghiên cứu áp dụng tiêu chí đánh giá công nghệ xử lý chất thải để đánh giá giải pháp xử lý bùn đỏ. .. bùn đỏ; xây dựng tiêu chí chung đánh giá công nghệ xử lý bùn đỏ sở tiêu chí đánh giá công nghệ xử lý chất thải; áp dụng tiêu chí đánh giá số phƣơng pháp lƣu giữ xử lý bùn đỏ đề xuất phƣơng pháp. .. yếu bùn đỏ phát sinh từ công nghệ sản xuất alumina từ quặng bô xít - Đánh giá phƣơng pháp xử lý chất thải từ trình sản xuất alumina dựa tiêu chí đánh giá công nghệ - Đề xuất giải pháp phù hợp để