Đánh giá hiện trạng môi trường nước thải và đề xuất một số giải pháp giảm thiểu ô nhiễm tại nhà máy cốc hóa thái nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM - VŨ THỊ NGỌC MAI Tên đề tài: ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC THẢI VÀ ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU Ô NHIỄM TẠI NHÀ MÁY CỐC HÓA THÁI NGUYÊN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo Chun ngành Khoa Khóa học : Chính quy : Khoa học Môi trường : Môi trường : 2014 – 2018 THÁI NGUYÊN – 2018 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM - VŨ THỊ NGỌC MAI Tên đề tài: ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC THẢI VÀ ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU Ơ NHIỄM TẠI NHÀ MÁY CỐC HĨA THÁI NGUYÊN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo Chuyên ngành Khoa Lớp Khóa học Giáo viên hướng dẫn : Chính quy : Khoa học Mơi trường : Mơi trường : K46 - KHMT – N01 : 2014 – 2018 : PGS.TS Trần Văn Điền THÁI NGUYÊN – 2018 i LỜI CẢM ƠN Thực tập trình tham gia học hỏi, quan sát, nghiên cứu ứng dụng vận dụng kiến thức học vào thực tế công tác quản lý môi trường nhà máy sản xuất Báo cáo thực tập vừa hội để sinh viên trình bày vấn đề quan tâm trình thực tập, đồng thời tài liệu quan trọng giúp giảng viên kiểm tra đánh giá trình học tập kết thực tập sinh viên Để hoàn thành báo cáo thực tập thời gian thực tập Nhà máy Cốc Hóa-Cơng ty Cổ phần Gang thép Thái Nguyên em xin trân trọng gửi lời cảm ơn sâu sắc đến: - Các thầy cô giáo giảng dạy Khoa Môi trường -Trường Đại Học Nông Lâm Thái Nguyên tận tình giảng dạy, truyền đạt kiến thức chuyên ngành môi trường vấn đề cấp bách môi trường - Thầy giáo PGS.TS Trần Văn Điền giáo viên trực tiếp hướng dẫn em đợt thực tập tận tình hướng dẫn, bảo trình thực tập, xây dựng báo cáo - Các cán công nhân viên, đặc biệt bác Đào Đại Dương công tác Phòng Kỹ thuật Cơng Nghệ - Nhà máy Cốc Hóa Công ty Cổ phần Gang thép Thái Nguyên quan tâm, giúp đỡ, tạo điều kiện cho em tiếp xúc với công việc môi trường quan thời gian thực tập vừa qua, giúp đỡ em trình thực báo cáo Em xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày tháng Sinh viên thực tập Vũ Thị Ngọc Mai năm 2018 ii DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 3.1.Giá trị thông số ô nhiễm nước thải công nghiệp sản xuất thép (QCVN52:2013/BTNMT) 18 Bảng 3.2: Giá trị thông số ô nước thải sinh hoạt (QCVN 14:2008/BTNMT) 18 Bảng 4.1: Các hình thức sản xuất kết cấu sản xuất kinh doanh 23 Bảng 4.2: Kết đo phân tích nước thải sinh hoạt 29 Bảng 4.3: Kết đo phân tích nước thải sản xuất 30 Bảng 4.4 Kết đo phân tích nước thải sản xuất sau q trình xử lý nước thải 38 iii DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 4.1: Vị trí Nhà máy Cốc Hóa 22 Hình 4.2: Tổ chức máy sản xuất nhà máy cốc hóa 23 Hình 4.3 Sơ đồ cơng nghệ sản xuất Nhà máy Cốc Hóa 25 Hình 4.4: Cơng nghệ xử lý nước thải chứa phenol 33 Hình 4.5: Bể lắng cặn, tách dầu mỡ 35 Hình 4.6: Bể điều hòa 36 Hình 4.7: Bể aroten 36 Hình 4.8: Bể lắng đứng 37 Hình 4.9: Nồng độ pH thành phần nước thải trước sau xử lý so sánh với QCVN 39 Hình 4.10: Nồng độ BOD5, COD thành phần nước thải trước sau xử lý so sánh với QCVN 39 Hình 4.11: Nồng độ TSS thành phần nước thải trước sau xử lý so sánh với QCVN 40 iv DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT STT Chữ viết tắt Nội dung viết tắt BOD Nhu cầu oxy sinh học CBCNV Cán công nhân viên COD Nhu cầu oxy hóa học DO Nồng độ oxy hòa tan QCMT Quy chuẩn môi trường QCVN Quy chuẩn Việt Nam TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TCMT Tiêu chuẩn môi trường v MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN i DANH MỤC CÁC BẢNG ii DANH MỤC CÁC HÌNH iii DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT iv MỤC LỤC v Phần MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục đích đề tài 1.2.1 Mục tiêu chung 1.2.2 Mục tiêu cụ thể 1.3 Ý nghĩa đề tài Phần TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Cơ sở khoa học đề tài 2.1.1 Khái niệm môi trường, ô nhiễm môi trường, đánh giá chất lượng nước 2.1.2 Khái niệm nước thải nguồn nước thải 2.1.3 Một số văn liên quan đến quản lý tài nguyên nước 2.2 Tình hình nhiễm nước giới Việt Nam 2.2.1 Tình hình nhiễm nước giới 2.2.2 Hiện trạng tài nguyên nước Việt Nam 11 2.2.3 Tình hình nhiễm nước Việt Nam 13 2.2.4 Tình hình nhiễm nước Thái Ngun 15 Phần ĐỐI TƯỢNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17 3.1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 17 3.2 Địa điểm thời gian nghiên cứu 17 3.3 Nội dung nghiên cứu 17 vi 3.4 Phương pháp nghiên cứu 17 3.4.1 Phương pháp thu thập, phân tích tổng hợp tài liệu thứ cấp 17 3.4.2 Phương pháp tổng hợp so sánh với QCVN 18 3.4.3 Phương pháp lấy mẫu nước thải 19 3.4.4 Phương pháp phân tích 20 3.4.5 Phương pháp tham khảo ý kiến chuyên gia 20 Phần KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 21 4.1 Vị trí địa lý, địa hình đặc điểm nhà máy Cốc Hóa 21 4.1.1 Vị trí địa lý, địa hình 21 4.1.2 Đặc điểm nhà máy 23 4.2 Hiện trạng nước thải quy trình xử lý nước thải nhà máy 27 4.2.1 Hiện trạng nước thải nhà máy 27 4.2.2 Quy trình xử lý nước thải nhà máy 31 4.3 Đánh giá kết xử lý nước thải nhà máy 38 4.3.1 Chỉ tiêu pH 39 4.3.2 Chỉ tiêu BOD, COD 39 4.3.3 Chỉ số TSS 40 4.4 Đề xuất biện pháp giảm thiểu nhiễm nước thải nói riêng ô nhiễm môi trường nói chung cho nhà máy Cốc hóa 40 Phần KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 42 5.1 Kết luận 42 5.2 Kiến nghị 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO 44 Phần MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Cũng khơng khí ánh sáng, nước khơng thể thiếu đời sống người Trong trình hình thành sống Trái đất, nước môi trường nước đóng vai trò quan trọng Nước tham gia vào vai trò tái sinh giới hữu (tham gia vào trình quang hợp) Trong trình trao đổi chất nước đóng vai trò trung tâm Những phản ứng lý hóa học diễn với tham gia bắt buộc nước Nước dung môi nhiều chất đóng vai trò dẫn đường cho muối vào thể Trong khu dân cư, nước phục vụ cho mục đích sinh hoạt, nâng cao đời sống tinh thần cho cộng đồng dân cư Trong sản xuất công nghiệp, nước đóng vai trò quan trọng tham gia vào trình sản xuất sản phẩm phục vụ cho nhu cầu người Đối với trồng nước nhu cầu thiết yếu, đồng thời có vai trò điều tiết chế độ nhiệt, ánh sáng, chất dinh dưỡng, vi sinh vật, độ thống khí đất Nhà máy Cốc Hóa đơn vị thành viên thuộc Cơng ty Cổ phần Gang thép Thái Nguyên, thành lập ngày 06/9/1963 Sau năm thành lập, với tinh thần khẩn trương CBCNV Xưởng luyện Cốc (Nay nhà máy Cốc Hóa) vừa triển khai chuẩn bị cho sản xuất vừa gia cơng sấy lò đảm bảo u cầu kỹ thuật Để đạt tiêu chuẩn dần nâng cao sản phẩm hoạt động nhà máy có ảnh hưởng xấu đến mơi trường nước Trước thải mơi trường nồng độ chất nước thải vượt tiêu chuẩn cho phép nên trước xả môi trường nhà máy phải dùng dây chuyền làm nước cho đủ tiêu chuẩn cho phép để thải môi trường Xuất phát nguyện vọng thân trí khoa Khoa Học Mơi Trường, Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, hướng dẫn thầy giáo PGS.TS Trần Văn Điền, em tiến hành nghiên cứu đề tài: “ Đánh giá trạng môi trường nước thải đề xuất số giải pháp giảm thiểu ô nhiễm nhà máy Cốc Hóa Thái Ngun” 1.2 Mục đích đề tài 1.2.1 Mục tiêu chung - Đánh giá trạng môi trường nước thải - Đề xuất giải pháp giảm thiểu ô nhiễm nhà máy Cốc Hóa Thái Nguyên 1.2.2 Mục tiêu cụ thể - Thông qua nghiên cứu đề tài nắm trạng chất lượng nước thải nhà máy Cốc Hóa Thái Nguyên - Xác định mức độ ô nhiễm nguồn gây ô nhiễm nguồn nước thải - Tìm hiểu cơng nghệ xử lý nước thải nhà máy - Đề xuất số biện pháp xử lý nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường nước 1.3 Ý nghĩa đề tài - Ý nghĩa học tập nghiên cứu khoa học: giúp thân em có hội tiếp cận với cách thức thực đề tài nghiên cứu khoa học, giúp em vận dụng kiến thức học vào thực tế rèn luyện kĩ tổng hợp phân tích số liệu, tiếp thu học hỏi kinh nghiệm từ thực tế - Ý nghĩa thực tiễn: + Tăng cường trách nhiệm ban lãnh đạo nhà máy trước hoạt động sản xuất đến mơi trường Từ có hoạt động tích cực việc xử lý nước thải 33 Nước thải chứa phenol Bể điều hòa Hồi lưu Bơm cấp (A) Thùng pha-định lượng HC1 Thiết bị phản ứng keo tụ (A) Bể chứa bùn Cặn lắng Bể lắng tách dầu huyền phù (A) Bơm tuần hoàn bùn (A) Bể AEROTEN Bùn dư Thùng pha định lượng HC2 Bể lắng đứng (A) Cặn lắng Bể chứa bùn loãng Bể lắng keo tụ Thùng pha định lượng HC3 Bơm Bể chứa nước dập cốc Nước bơm Đi dập cốc Lọc ép khung Ơng dẫn khí trung tâm (A) X Bùn thải X Hệ máy nén khí Hình 4.4: Cơng nghệ xử lý nước thải chứa phenol X 34 * Thuyết minh quy trình cơng nghệ Nước thải chứa phenol sau tách sơ dầu mỡ bơm vào bể điều hòa Tại bể điều hòa, nước thải điều hòa lưu lượng, sau nước thải bơm dẫn vào thiết bị phản ứng keo tụ, nước thải định lượng hóa chất từ thùng pha vào thiết bị, khống chế độ pH nước thải (pH= – 8,5 ) tiếp tục nước thải dẫn vào bể lắng tách dầu mỡ huyền phù, cặn lắng xuống đáy tháo xuống hố ga Nước thải tách hết dầu mỡ dẫn vào bể Aeroten Tại bể Aeroten nước thải máy nén khơng khí cấp khí vào bể qua hệ thống phố khí (24/24h), cung cấp O cho trình phân hủy hợp chất hữu bùn hoạt tính , sau hỗn hợp nước bùn hoạt tính dẫn vào bể lắng đứng Tại bể lắng đứng bùn tách khỏi nước, phần bùn hoạt tính bơm tuần hồn lại bể Aeroten, phần lại bơm vào bể chứa bùn loãng Nước thải bể lắng đứng dẫn vào bể lắng keo tụ, hóa chất định lượng vào bể tháo vào bể chứa bùn lỗng, nước xử lý chảy bể chứa nước dập cốc Bể chứa bùn loãng tập trung từ hố ga, bể lắng đứng, bể lắng keo tụ bơm vào máy ép lọc khung Phần cặn bùn ép đưa vào nơi quy định Phần nước sau lọc ép khung đưa bể chứa nước dập cốc * Các thiết bị chủ yếu: - Bơm nước vào bể Aeroten Q=6-8 m3/h, H=25m H2O động N=1,5KW, n=2900V/P - Máy nén khí Q=56l/giờ, P=0,7at, động N=5,5KW, n=1450V/P - Thiết bị lọc ép khung 25 (470x470) gang đúc - Bơm bùn lọc ép khung Q=9m3/h, H=20m H2O, động N=3KW, n=2900V/P 35 * Các cơng trình đơn vị hệ thống xử lí nước thải Nhà Máy:  Bể lắng cặn, tách dầu mỡ + Kích thước bể: Dài x Rộng x Cao=3600x2600x2800 mm + Chức năng: Bể có tác dụng lắng tách phần cặn, huyền phù xuống phía khoang chứa bùn phần dầu mỡ lên tràn qua tràn xả tạp chất Nước qua vách ngăn cửa tràn tháo đường ống dẫn nước ra, vào bể Aeroten Bể có cấu trúc bê tơng cốt thép Hình 4.5: Bể lắng cặn, tách dầu mỡ * Bể điều hòa + Kích thước bể: Dài x Rộng x Cao =8000x1560x3200 mm Bể cấu trúc móng bê tơng, tường gạch + Chức năng: Tại bể điều hòa, nước thải điều hòa lưu lượng 36 Hình 4.6: Bể điều hòa  Bể Aeroten + Kích thước bể Aeroten: Dài x Rộng x Cao= 12000x4400x4300 mm Bể có tác dụng ôxy hóa hợp chất hữu nhờ vi sinh vật thành chất vô đơn giản, bể cấu trúc bê tơng cốt thép Hình 4.7: Bể aroten 37 * Bể lắng đứng ( Bể lắng bậc hai): + Kích thước bể lắng bậc hai: h=4.700mm, D=3400mm Bể lắng tách bùn hoạt tính xuống phía khoang đáy Còn nước qua ống trung tâm chảy theo ống dẫn phía trên, bể cấu trúc bê tơng cốt thép - Bơm dùng để bơm để cấp nước cho tháp rửa khí Bơm dùng để bơm dung dịch hấp thụ Nước dung dịch hấp thụ phân phối tháp nhờ hệ thống vòi phun, phận phân phối tháp - Để hạn chế bụi, khí than phát sinh nạp than vào lò, nhà Máy sử dụng hệ thống phun nước NH3 cao áp - Đối với khí than sau nhiệt cho lò cốc thải ngồi mơi trường thơng qua ống khói cao 96 m Hình 4.8: Bể lắng đứng 38 4.3 Đánh giá kết xử lý nước thải nhà máy Đây loại nước thải có chứa phenol nước thải phát sinh từ thiết bị thùng chứa dầu, tháp chưng, khu vực chưng cất dầu cốc Nguồn nước có khoảng 40-45 m3 /ngày, dao động phụ thuộc vào sản lượng sản xuất Bảng 4.4 Kết đo phân tích nước thải sản xuất sau q trình xử lý nước thải STT Chỉ tiêu phân tích Đơn vị Kết NTSX QCVN 52:2013/BTNMT (B) pH - 6,5 5,0-9,0 BOD5 mg/l