Đánh giá hiện trạng nước thải nhà máy kẽm điện phân thái nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM - TRẦN THỊ HẢI YẾN ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG NƯỚC THẢI NHÀ MÁY KẼM ĐIỆN PHÂN THÁI NGUYÊN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo: Chính quy Chun ngành: Khoa học Mơi Trường Khoa: Mơi Trường Khóa học: 2014 - 2018 Thái Nguyên – năm 2019 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM - TRẦN THỊ HẢI YẾN ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG NƯỚC THẢI NHÀ MÁY KẼM ĐIỆN PHÂN THÁI NGUYÊN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo: Chính quy Chuyên ngành: Khoa học Môi Trường Lớp: N03 Khoa: Môi Trường Khóa học: 2014 - 2018 Giảng viên hướng dẫn: TS Dư Ngọc Thành Thái Nguyên – năm 2019 i LỜI CẢM ƠN Thực tập tốt nghiệp khoảng thời gian quan trọng trình đào tạo sinh viên trường Đại học, giai đoạn giúp sinh viên bước đầu tiếp cận với việc nghiên cứu khoa học để sinh viên củng cố, hệ thống hố lại học vận dụng vào thực tế, đồng thời giúp sinh viên học hỏi, trau dồi thêm kiến thức, kinh nghiệm cho thân xây dựng tác phong làm việc đắn để phục vụ cho việc học tập làm việc sau Được trí Ban Giám hiệu Nhà trường, Ban Chủ nhiệm khoa Môi trường - Trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên, em tiến hành thực tập tốt nghiệp với đề tài: “Đánh giá trạng nước thải Nhà máy kẽm điện phân Thái Nguyên” Trong trình nghiên cứu hồn thành khố luận em nhận quan tâm hướng dẫn nhiều tập thể, cá nhân nhà trường Trước hết em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban Giám hiệu Nhà trường, Ban Chủ nhiệm khoa Môi trường - Trường Đại học Nơng lâm Thái Ngun, tồn thể thầy cô truyền đạt cho em kiến thức quý báu thời gian học tập rèn luyện trường, đồng thời em xin gửi lời cảm ơn đến Phịng An tồn mơi trường - Cơng ty Cổ phần Kim loại màu Thái Nguyên - Vimico tạo điều kiện cho em đến thực tập hồn thành khố luận Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo TS Dư Ngọc Thành - Giảng viên khoa Môi trường - Trường Đại học Nơng lâm Thái Ngun tận tình hướng dẫn, bảo em suốt q trình làm khố luận Cuối em xin bày tỏ lòng biết ơn tới gia đình, bạn bè chỗ dựa vững chắc, nguồn động viên, khuyến khích, tạo điều kiện tốt để em hồn thành khố luận Thái Ngun, tháng 12 năm 2019 Sinh viên Trần Thị Hải Yến ii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1 Phương pháp phân tích mẫu nước 12 Bảng 4.1 Nguồn gốc ô nhiễm ô nhiễm môi trường nước chất ô nhiễm thị 32 Bảng 4.2.Thơng số máy móc, thiết bị hệ thống xử lý nước thải (công suất 500 m3/ngày) .36 Bảng 4.3 Các cơng trình hệ thống xử lý nước thải 37 Bảng 4.4 Kết đo phân tích mẫu nước thải sản xuất nhà máy kẽm điện phân Thái Nguyên sau xử lý đợt 1, năm 2018 40 Bảng 4.5 Kết đo phân tích mẫu nước thải sản xuất nhà máy kẽm điện phân Thái Nguyên đợt sau qua hệ thống xử lý nhà máy trước chảy vào hệ thống xử lý khu công nghiệp, năm 2018 41 Bảng 4.6 Kết đo phân tích mẫu nước thải sản xuất nhà máy kẽm điện phân Thái Nguyên đợt 3, năm 2018 43 Bảng 4.7 Kết đo phân tích mẫu nước thải sản xuất nhà máy kẽm điện phân Thái Nguyên sau hệ thống xử lý đợt 4, năm 2018 .44 iii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 4.1 Sơ đồ vị trí nhà máy kẽm điện phân Thái Nguyên .14 Hình 4.2 Lưu trình cơng nghệ thiêu lớp sơi tinh quặng kẽm sulfua 19 Hình 4.3 Sơ đồ hòa tách kẽm oxit thiêu 21 Hình 4.4 Sơ đồ cơng nghệ hòa tách tinh quặng kẽm sulfua thiêu .23 Hình 4.5 Sơ đồ cơng nghệ làm dung dịch 25 Hình 4.6 Sơ đồ cơng nghệ điện phân .27 Hình 4.7 Sơ đồ công nghệ nấu đúc 29 Hình 4.8 Sơ đồ sản xuất axit sunfuric 30 Hình 4.9 Sơ đồ tổ chức nhà máy .31 Hình 4.10 Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước thải 35 iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BOD Biochemical Oxygen Demand (Nhu cầu oxy sinh hoá) COD Chemical Oxygen Demand (Nhu cầu oxy hoá học) QCVN Quy chuẩn Việt Nam TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam KCN Khu cơng nghiệp ATMT An tồn mơi trường BCH Ban chấp hành TNHH Trách nhiệm hữu hạn CNVC-LĐ Công nhân viên chức lao động ĐTM Đánh giá tác động môi trường v MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i DANH MỤC CÁC BẢNG ii DANH MỤC CÁC HÌNH iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT iv MỤC LỤC v Phần MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu đề tài 1.3 Ý nghĩa đề tài Phần TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Cơ sở khoa học 2.1.1 Một số khái niệm 2.1.2 Cơ sở pháp lý 2.1.3 Cơ sở lý luận 2.2 Hiện trạng môi trường nước giới Việt Nam 2.2.1 Hiện trạng môi trường nước giới 2.2.2 Hiện trạng môi trường nước Việt Nam 10 Phần ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 11 3.1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 11 3.2 Địa điểm thời gian nghiên cứu 11 3.3 Nội dung nghiên cứu 11 3.4 Phương pháp nghiên cứu 11 3.4.1 Phương pháp thu thập tài liệu thứ cấp 11 3.4.2 Phương pháp lấy mẫu tiêu theo dõi 11 3.4.3 Phương pháp phân tích 12 vi 3.4.4 Phương pháp so sánh .12 Phần KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 13 4.1 Tổng quan nhà máy kẽm điện phân Thái Nguyên – Công ty Cổ phần Kim loại màu Thái Nguyên 13 4.1.1 Vị trí địa lý 13 4.1.2 Lịch sử hình thành phát triển 14 4.1.3 Công nghệ sản xuất 17 4.1.4 Cơ cấu tổ chức lao động nhà máy 31 4.1.5 Hiện trạng nước thải quy trình xử lý nước thải nhà máy kẽm điện phân Thái Nguyên 32 4.2 Đánh giá trạng nước thải nhà máy kẽm điện phân Thái Nguyên 40 4.2.1 Hiện trạng nước thải nhà máy kẽm điện phân Thái Nguyên đợt 1, năm 2018.40 4.2.2 Hiện trạng nước thải nhà máy kẽm điện phân Thái Nguyên đợt 2, năm 2018 41 4.2.3 Hiện trạng nước thải nhà máy kẽm điện phân Thái Nguyên đợt 3, năm 2018.42 4.2.4 Hiện trạng nước thải nhà máy kẽm điện phân Thái Nguyên đợt 4, năm 2018.44 4.3 Một số định hướng giải pháp nâng cao chất lượng nước thải nhà máy kẽm điện phân Thái Nguyên 45 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 47 5.1 Kết luận 47 5.2 Kiến nghị 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO 49 Phần MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Nước yếu tố chủ yếu hệ sinh thái, nhu cầu sống Trái Đất Ở đâu có nước, có sống Với vai trị đặc biệt quan trọng vậy, nước xem huyết mạch, nhu cầu sống Trái Đất Nước nguồn tài nguyên vô quý giá vô tận Ngày với q trình cơng nghiệp hóa – đại hóa bùng nổ dân số làm gia tăng ô nhiễm nguồn nước Ở Việt Nam nước thải nói chung nước thải cơng nghiệp nói riêng có độ nhiễm cao, mùi khó chịu, giàu chất hữu cơ, kim loại nặng, dầu mỡ, chứa nhiều vi khuẩn gây bệnh… Các thành phần khơng khó xử lý mà cịn độc hại người mơi trường sinh thái Quy mô hoạt động sản xuất lớn lượng nước nhiều, kéo theo lượng xả thải nhiều Bên cạnh đó, thành phần khác nước thải công nghiệp nguy hiểm nhiều không xử lý cách mối đe dọa lớn nguồn nước môi trường Nhà máy kẽm điện phân Thái Nguyên đơn vị thành viên Công ty Cổ phần Kim loại màu Thái Nguyên - Vimico, với ngành nghề kinh doanh: sản xuất sản phẩm kẽm kim loại, axit sulphuaric, nguyên tố cộng sinh, đồng, cadimi xốp, chì Ngay từ vào hoạt động, nhà máy có nhiều thành tích sản xuất xây dựng đội ngũ cán Điều đáng tự hào dù hồn cảnh khó khăn nhà máy liên tục giữ vững nâng cao chất lượng sản phẩm Tuy nhiên, trình hoạt động nhà máy kẽm điện phân Thái Nguyên có tác động đến mơi trường nói chung mơi trường nước nói riêng Xuất phát từ thực tế em tiến hành nghiên cứu đề tài: “Đánh giá trạng nước thải Nhà máy kẽm điện phân Thái Nguyên” 1.2 Mục tiêu đề tài - Tìm hiểu công nghệ xử lý nước thải nhà máy - Đánh giá trạng nước thải nhà máy kẽm điện phân Thái Nguyên sau qua hệ thống xử lý - 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 phương pháp nghiên cứu khoa học + Vận dụng kiến thức học vào thực tế rèn luyện kỹ tổng hợp phân tích số liệu, tiếp thu học hỏi kinh nghiệm từ thực tế -Ý nghĩa thực tiễn: + Đánh giá trạng môi trường nước thải sau xử lý qua hệ thống xử lý nước thải nhà máy kẽm điện phân Thái Nguyên Từ tăng cường trách nhiệm ban lãnh đạo nhà máy trước hoạt động tác động đến mơi trường, có hoạt động tích cực việc xử lý nước thải + Cảnh báo nguy tiềm tàng nhiễm suy thối mơi trường nước nước thải gây ra, ngăn ngừa giảm thiểu ảnh hưởng nước thải đến môi trường, bảo vệ sức khỏe người dân khu vực quanh phân xưởng 35 Nước thải Dung dịch lọc Bể điều hồ Sữa vơi Bể phản ứng Bể lắng Bùn Bể cô đặc Bể chứa nước Máy ép bùn Kho bã Điều chỉnh pH Thải môi trường Sử dụng tuần hồn Hình 4.10 Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước thải Năm 2014 Công ty lập tự phê duyệt Dự án đầu tư cơng trình Xử lý nước công nghệ - Nhà máy Kẽm điện phân Thái Nguyên với tổng vốn đầu tư 4.671.475.572 đồng, thời gian triển khai 10 tháng Trong dự án tiến hành đầu tư cải tạo hệ thống xử lý nước công nghệ Các bể lọc cát hệ thống xử lý nước thải không mang lại hiệu cao, nhà máy khơng cịn sử dụng bể lọc cát Nước từ bể lắng cho chảy qua bể chứa nước kiểm tra, điều chỉnh pH trước thải sử dụng tuần hoàn Hàng ngày nhà máy tiến hành lấy mẫu kiểm tra chất lượng nước thải sau xử lý Công ty cổ phần Kim loại màu Thái Nguyên – Vimico ký hợp đồng xử lý nước thải với Công ty cổ phần phát triển hạ tầng khu công nghiệp Thái 36 Nguyên (hợp đồng số 17/HĐ-XLNT ngày 01/8/2016) Công ty cân nhắc so sánh phương án đầu tư xử lý nước thải keo tụ giá thành thuê công ty cổ phần phát triển hạ tầng khu công nghiệp Thái Nguyên xử lý nước thải, nhận thấy giai đoạn công ty chưa vận hành hệ thống lị quay biện pháp chấp nhận chi trả cao cho xử lý nước thải hiệu tốn so với việc đầu tư xử lý nước thải phương pháp keo tụ Các thông số máy móc thiết bị cơng trình hệ thống xử lý nước thải nhà máy tổng hợp bảng sau: Bảng 4.2 Thông số máy móc, thiết bị hệ thống xử lý nước thải (công suất 500 m3/ngày) STT 10 11 12 13 14 15 Tên thiết bị Bơm trục ngang thép không rỉ: 80AFB-24 Bơm trục ngang thép không rỉ: 40AFB-40A Bơm trục ngang thép không rỉ: 80AFB-38 Bơm trục ngang thép không rỉ: 50AFB-16 Bơm trục ngang thép không rỉ: 80AFB-60 Bơm trục ngang thép khơng rỉ: 25AFB-16 Máy khuấy thùng hịa tan (thép thủy tinh) Máy khuấy thùng hồi lưu (thép thủy tinh) Máy khuấy thùng trộn (thép thủy tinh) Máy khuấy thùng cho dung dịch vào (thép thủy tinh) Máy lọc ép Máy khuấy bể lắng phản ứng Máy khuấy bể lắng phản ứng Máy khuấy bể lắng phản ứng Máy khuấy bể lắng phản ứng Quy cách kĩ thuật Số lượng Q=54m3/h, H=18m, Nđc=7,5KW, n=2900v/p 02 Q=7,2m3/h, H=40m, Nđc=7,5KW, n=2900v/p 02 Q=54m3/h, H=38m, Nđc=11KW, n=2900v/p 04 Q=14,4m3/h, H=16m, Nđc=3KW, n=2900v/p 02 Q=54m3/h, H=60m, Nđc=22KW, n=2900v/p 04 Q=3,27m3/h, H=12,5m, Nđc=2,2KW, n=2640v/p 04 Φ1800; H=2000; Nđc=1,0KW; nk=85v/p 01 Φ1400; H=1600; Nđc=0,75KW; nk=85v/p 01 Φ2400; H=2500; Nđc=1,5KW; n=1400v/p; nk=85v/p 01 Nđc=1,5KW; n=1400v/p; nk=85v/p 04 F=80m2 Nđc=0,55KW; n=1400v/p; nk=4v/p Nđc=0,75KW; n=1400v/p; nk=8v/p Nđc=1,1KW; n=1400v/p; nk=17v/p Nđc=1,5KW; n=1400v/p; nk=20v/p 02 02 02 02 02 Nguồn: Nhà máy kẽm điện phân Thái Nguyên 37 Bảng 4.3 Các cơng trình hệ thống xử lý nước thải STT Quy cách kĩ Tên thiết bị thuật Số lượng Thùng trộn thép thuỷ tinh JYB-1-24-1,5 Thùng hoà tan thép thuỷ tinh JYB-1-18-1,0 JYB-1-24-1,5 JYB-1-14-0,6 2000x1000x1000 Thùng cho dung dịch vào thép thuỷ tinh Thùng hồi lưu thép thuỷ tinh Thùng rửa vải lọc Bể điều tiết nước bẩn F15000 Bể cô đặc bùn thải F8000 Bể lọc nhanh phổ thông 3750x6900 Bể lắng ống xiên 7000x5000 10 Bể lắng phản ứng 2000x2000 11 Bơm bẩn ngầm 50QW 25-10-1,5 12 Bể nước F15000 Nguồn: Nhà máy kẽm điện phân Thái Nguyên b) Đối với nước thải sinh hoạt Nhà máy sử dụng bể tự hoại để xử lý nước thải sinh hoạt Sau nước thải xử lý qua bể tự hoại thải hệ thống thoát nước thải khu công nghiệp Sông Công Các bể tự hoại bể chìm xây gạch đặc, tường, đáy trát vữa xi măng chống thấm, nắp đậy bê tông cốt thép Thể tích bể tự hoại nhà máy cụ thể sau: - Khu vực văn phòng: 5,1x2,3x1,5m =17,6 m3 - Khu vực phân xưởng thiêu, sản xuất axit: 5,1x2,3x1,5m =17,6 m3 - Khu vực phân xưởng hịa tách điện phân: 5,3x2,5x2m =26,5 m3 Tổng thể tích bể tự hoại 61,7 m3 38 Nước thải sau xử lý qua bể tự hoại đấu nối vào hệ thống thoát nước thải thuê Công ty TNHH MTV phát triển hạ tầng KCN (hợp đồng số 04A/HĐ-XLNT) xử lý trước thải môi trường tiếp nhận suối Văn Dương nên vấn đề nước thải sinh hoạt giải Lưu lượng nước thải sinh hoạt phát sinh thải ngồi mơi trường khoảng 900 m3/tháng (khoảng 30 m3/ngày đêm) Phía bên bể tự hoại bố trí cơng trình nhà vệ sinh c) Đối với nước mưa chảy tràn Với đơn vị sản xuất thông thường nước mưa cần lắng trước cho thải môi trường, nhiên với đơn vị sản xuất có thải chất thải phát tán vào nước mưa gây ô nhiễm trường hợp nhà máy kẽm điện phân Thái Nguyên thải bùn thải nguy hại với khối lượng lớn, cần có biện pháp riêng để thu gom xử lý nước mưa ô nhiễm * Nước mưa thơng thường Tổng diện tích nhà máy 100.000 m2, theo số liệu dự tính báo cáo ĐTM nhà máy, lưu lượng nước mưa chảy tràn phần diện tích nhà máy sau cải tạo mở rộng (mở rộng thêm 23725 m2) cường độ mưa vào khoảng 100 mm/h hệ số dòng chảy 0,7 Q = 0,4617 (m3/s) Nước mưa chảy tràn khu vực xung quanh nhà máy, trừ khu vực diện tích mở rộng, có bãi chứa bùn thải cạnh bể thu gom nước mưa chảy tràn, thu gom vào hệ thống mương rãnh thoát nước, qua hố lắng cặn song chắn rác chảy vào hệ thống cống thoát nước mưa chung khu công nghiệp Tổng chiều dài hệ thống cống, rãnh thoát nước mưa nhà máy 1240m đa phần cống chìm hở, cịn lại cống có nắp đậy chìm Cống xây gạch, trát vữa xi măng, độ rộng trung bình 300 – 400mm, sâu trung bình 700mm đảm bảo thu gom tiêu thoát kịp thời lượng nước mưa chảy tràn Nước mưa phần diện tích mở rộng nhà máy thu gom sau: 39 + Nước mưa diện tích bãi chứa số (chứa bùn để phơi khô) thu gom vào bể dung tích 800m3 sau hết mưa bơm xử lý hệ thống xử lý nhà máy Nước mưa phần diện tích cịn lại gồm bãi số (bãi bã sắt), bãi số bãi số (các bãi che chắn phủ bạt, chống thấm vải địa kỹ thuật), phần diện tích đất trống cịn lại thu gom chảy hố thu (Công ty gọi hồ chứa nước) có dung tích 3000 m3 (dài 50m, rộng 30m, sâu 2m) sử dụng cung cấp nước làm mát cho lị lớp sơi nhà máy Trên hố thu có bố trí đường ống tràn Φ400 L=18000mm xả vào đường ống thoát nước mưa có nhà máy thải cửa xả nước mưa nằm gần cổng nhà máy chảy vào hệ thống nước chung khu cơng nghiệp Hố thu có thành đáy đất Hố thu thi cơng hồn thành đưa vào sử dụng từ tháng 9/2014 * Nước mưa chảy tràn diện tích bãi chứa bùn thải Nhà máy kẽm điện phân bố trí bãi chứa bùn thải trình sản xuất nhà chứa chất thải tập đoàn Bùn thải nhà máy loại chất thải nguy hại có chứa nhiều loại kim loại nặng As, Pb, Cd, Zn, Mn… Bùn thải thải từ máy lọc ép bùn xe ô tô thùng loại hứng bunke thải bùn vận chuyển đổ vào nhà chứa chất thải nguy hại, ngồi nhà máy có bãi chứa chất thải nguy hại phủ bạt Trong bãi chứa bùn, có bãi chứa tạm bãi số – bãi để phơi khô bùn thải chưa phủ kín Do bùn thải cịn ướt làm phát sinh nước rỉ nên nhà máy bố trí bể thu gom nước với dung tích 800m3, bể xây bê tơng, chống thấm Nước thải loại có pH thấp chứa nhiều loại kim loại nặng Pb, Cd, As, Zn, Mn… Sau hết mưa, nước hố thu bơm xử lý hệ thống xử lý nước thải nhà máy 40 4.2 Đánh giá trạng nước thải nhà máy kẽm điện phân Thái Nguyên 4.2.1 Hiện trạng nước thải nhà máy kẽm điện phân Thái Nguyên đợt 1, năm 2018 Để đánh giá chất lượng nước thải, ta tiến hành lấy mẫu phân tích mẫu phịng thí nghiệm kết phân tích tiêu nước thải Kết đo phân tích mẫu nước thải thể bảng 4.4 Bảng 4.4 Kết đo phân tích mẫu nước thải sản xuất nhà máy kẽm điện phân Thái Nguyên đợt 1, năm 2018 TT Chỉ tiêu Đơn vị Kết phân tích QCVN 40:2011/BTNMT (B) pH - 8,7 5,5-9,0 BOD5 mg/l 17,12 50 COD mg/l 30,78 150 As mg/l 0,0911 0,1 Cd mg/l 0,0114 0,1 Pb mg/l 0,0375 0,5 Cu mg/l 0,1644 Zn mg/l 0,228 Mn mg/l 0,113 10 Fe mg/l