Nghiên cứu giải pháp quản lý tổng hợp chất thải rắn công nghiệp nguy hại ngành cơ khí thuộc các khu công nghiệp tập trung trên địa bàn hà nội

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG Nguyễn Thế Hùng NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP QUẢN LÝ TỔNG HỢP CHẤT THẢI RẮN CÔNG NGHIỆP NGUY HẠI NGÀNH CƠ KHÍ THUỘC CÁC KHU CƠNG NGHIỆP TẬP TRUNG TRÊN ĐỊA BÀN HÀ NỘI Chuyên ngành: Công nghệ môi trường chất thải rắn Mã số: 9520320-1 LUẬN ÁN TIẾN SĨ Hà Nội – Năm 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG Nguyễn Thế Hùng NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP QUẢN LÝ TỔNG HỢP CHẤT THẢI RẮN CÔNG NGHIỆP NGUY HẠI TẠI CÁC KHU CÔNG NGHIỆP TẬP TRUNG TRÊN ĐỊA BÀN HÀ NỘI Chuyên ngành: Công nghệ môi trường chất thải rắn Mã số: 9520320-1 LUẬN ÁN TIẾN SĨ Người hướng dẫn khoa học: GS.TS Nguyễn Thị Kim Thái Hà Nội – Năm 2021 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận án kết nghiên cứu cá nhân Các số liệu tài liệu trích dẫn luận án trung thực Kết nghiên cứu không trùng với cơng trình cơng bố trước Tơi xin chịu trách nhiệm với lời cam đoan Hà Nội, tháng năm 2021 Tác giả luận án Nguyễn Thế Hùng ii LỜI CẢM ƠN Lời xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu trường Đại học Xây dựng Hà Nội, Khoa đào tạo Sau đại học, tạo điều kiện, giúp đỡ suốt q trình học tập nghiên cứu Tơi xin trân trọng bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới GS.TS Nguyễn Thị Kim Thái - người tận tình hướng dẫn, động viên giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi thời gian thực hồn thành luận án Tơi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới Khoa Kỹ thuật Môi trường Trường Đại học Xây dựng, tập thể cán Bộ môn Công nghệ & Quản lý Môi trường, Viện Khoa học Kỹ thuật Môi trường Trường Đại học Xây dựng tận tình giúp đỡ, dành nhiều thời gian trao đổi, đóng góp ý kiến quý báu trình tơi thực luận án Tơi gửi lời cảm ơn tới bạn bè đồng nghiệp làm việc Trường Đại học Xây dựng Hà Nội quan hợp tác nghiên cứu khác, khích lệ, động viên tích cực hỗ trợ, giúp đỡ việc thực công tác điều tra, thông kê, phân tích, cập nhật sở liệu chất thải, có nhiều ý kiến đóng góp q báu cho q trình nghiên cứu hoàn thành chuyên đề, nội dung luận án Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thành viên Hội đồng khoa học sở, thầy phản biện phiên bảo vệ thử luận án tiến sỹ, cho nhiều ý kiến đánh giá, đóng góp sát thực thiết thực cho tồn nội dung luận án tiến sỹ để em có điều kiện thuận lợi chỉnh sửa, bổ sung hoàn thiện luận án tiến sỹ Cuối cùng, xin trân trọng cảm ơn giúp đỡ, động viên, chia sẻ gia đình hết lịng, giúp tơi có hậu phương vững chắc, tạo điều kiện thuận lợi, động viên tinh thần, giúp tơi hồn thành cơng trình nghiên cứu iii MỤC LỤC Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình vẽ, đồ thị viii xi xiv MỞ ĐẦU Chương I TỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ CHẤT THẢI RẮN CÔNG NGHIỆP NGUY HẠI 1.1.Khái niệm chất thải rắn nguy hại hệ số phát thải 1.1.1 Khái niệm chất thải rắn nguy hại 1.1.2 Khái niệm hệ số phát thải 1.2.Tổng quan chung quản lý chất thải công nghiệp nguy hại 10 1.3.Tổng quan quản lý chất thải công nghiệp nguy hại giới 12 1.4 Nam 17 Tổng quan quản lý chất thải rắn công nghiệp nguy hại Việt 1.4.1 Khối lượng phát sinh chất thải rắn từ hoạt động công nghiệp 17 1.4.2 Khối lượng phát sinh chất thải rắn khu công nghiệp, khu chế xuất, khu công nghệ cao 19 1.4.3 Tổng quan quản lý chất thải rắn công nghiệp nguy hại địa bàn thành phố Hà Nội 21 1.4.4 Tổng quan hoạt động ngành khí quản lý chất thải nguy hại từ hoạt động ngành cơng nghiệp khí địa bàn Hà Nội 34 1.5 37 Tổng quan nghiên cứu khoa học có liên quan đến đề tài 1.5.1 Tổng quan số quy hoạch quản lý chất thải rắn có liên quan 37 iv 1.5.2 Các nguồn liệu, đề tài, luận án có liên quan 40 1.5.3 Định hướng nghiên cứu Nghiên cứu sinh 49 Chương II 50 CƠ SỞ KHOA HỌC TRONG QUẢN LÝ TỔNG HỢP CHẤT THẢI RẮN CÔNG NGHIỆP NGUY HẠI 2.1.Sự cần thiết cách tiếp cận 50 2.1.1 Sự cần thiết 50 2.1.2 Cách tiếp cận 50 2.2.Cơ sở pháp lý 56 2.3.Cơ sở khoa học 59 2.3.1 Cơ sở dự báo khối lượng chất thải nguy hại công nghiệp phát sinh: Hệ số phát thải 59 2.3.2 Cơ sở lý thuyết phương pháp xác định hệ số phát thải trung bình xử lý sai số thống kê cổ điển 61 2.3.3 Cơ sở lý thuyết phương pháp xử lý thống kê cổ điển cải tiến áp dụng nghiên cứu phát triển bền vững 65 2.3.4 Phân tích SWOT 70 2.4 Xây dựng hệ số phát thải chất thải rắn công nghiệp nguy hại cho khu công nghiệp tập trung địa bàn thành phố Hà Nội 72 2.4.1 Nghiên cứu phương pháp luận 72 2.4.2.Nghiên cứu theo phương pháp xử lý thống kê cổ điển cải tiến áp dụng cho Khu công nghiệp Thăng Long 73 Chương III 78 NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HỆ SỐ PHÁT THẢI CHẤT THẢI RẮN CÔNG NGHIỆP NGUY HẠI CỦA NGÀNH CƠNG NGHIỆP CƠ KHÍÁP DỤNG TẠI KHU CƠNG NGHIỆP THĂNG LONG THÀNH PHỐ HÀ NỘI v 3.1 Long Hiện trạng quản lý chất thải nguy hại khu công nghiệp Thăng 78 3.1.1 Hiện trạng hoạt động khu công nghiệp Thăng Long 78 3.1.2 Đặc điểm chung nguồn liệu sở 85 3.1.2 Các số liệu điều tra, thống kê theo sản lượng 86 3.1.4 Các số liệu điều tra, thống kê theo diện tích 94 3.1.5 Các số liệu điều tra, thống kê theo nhân công 99 3.1.6 Đánh giá chung nguồn liệu sở 108 3.2 Xác định hệ số phát thải chất thải rắn công nghiệp nguy hại cho nhà máy thuộc ngành cơng nghiệp khí khu cơng nghiệp Thăng Long theo phương pháp thống kê cổ điển 109 3.2.1 Nghiên cứu phương pháp luận 109 3.2.2 Các ví dụ nghiên cứu minh họa 110 3.2.3 Đánh giá tổng hợp độ xác khả ứng dụng hệ số phát thải theo phương pháp thống kê cổ điển thực tiễn 121 3.3 Xây dựng hệ số phát thải chất thải rắn công nghiệp nguy hại trung bình cho nhà máy khí điển hình khu công nghiệp Thăng Long theo phương pháp xử lý thống kê cổ điển cải tiến ứng dụng nghiên cứu phát triển bền vững 122 3.3.1 Nghiên cứu phương pháp luận 122 3.3.2 Nghiên cứu biến đổi, chuẩn hoá nguồn liệu sở xác định hệ số phát thải trung bình ngành khí khu công nghiệp Thăng Long theo phương pháp xử lý thống kê cổ điển cải tiến 130 3.4 Hiệu chỉnh hệ số phát thải trung bình theo trình độ phát triển công nghệ Hà Nội đến năm 2030 - 2050 130 3.5.Phương pháp tính tốn dự báo 134 3.5.1 Phương pháp tính tốn dự báo 134 3.5.2 Kết tính tốn dự báo 134 vi Chương IV 142 ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NHẰM QUẢN LÝ HỮU HIỆU CHẤT THẢI RẮN NGUY HẠI Ở HÀ NỘI 4.1 Đề xuất xem xét lại tiêu chuẩn chất thải công nghiệp quy hoạch xử lý chất thải rắn địa bàn thành phố Hà Nội 142 4.2 Đề xuất bổ sung quy hoạch thu gom vận chuyển chất thải công nghiệp nguy hại cho thành phố Hà Nội đến năm 2030 tầm nhìn năm 2050 144 4.2.1 Các luận khoa học phục vụ đề xuất quy hoạch 144 4.2.2 Các quy hoạch lập điều chỉnh cần bổ sung 146 4.2.3 Đề xuất giải pháp quy hoạch thu gom, vận chuyển chất thải công nghiệp 147 4.2.4 Đề xuất quản lý hệ thống thu gom vận chuyển CTCN/CTNH với hỗ trợ phần mềm GIS phần mềm định vị vệ tinh GPS 151 4.3 Đề xuất bổ sung khu xử lý chất thải công nghiệp nguy hại công nghệ xử lý cho thành phố đến năm 2030 tầm nhìn năm 2050 154 4.3.1 Đề xuất hiệu chỉnh quy hoạch khu xử lý 154 4.3.2 Đề xuất giải pháp công nghệ xử lý chất thải rắn công nghiệp nguy hại phù hợp với điều kiện Hà Nội 154 4.3.3 Chôn lấp an toàn chất thải nguy hại 162 4.4 Đề xuất hiệu chỉnh sách quản lý CTR cơng nghiệp nguy hại 165 4.4.1 Đề xuất sách thích hợp quản lý CTRCNNH địa bàn Thành phố 165 4.4.2 Xây dựng quy định cụ thể quản lý CTRCNNH địa bàn thành phố Hà Nội 166 KẾT LUẬN 168 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA TÁC GIẢ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI LUẬN ÁN 170 vii DANH MỤC CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO 171 PHỤ LỤC 1: THỐNG KÊ PHÁT TRIỂN CÁC KHU CÔNG NGHIỆP, CÔNG NGHỆ CAO PL1 PHỤ LỤC 2: DANH SÁCH CÔNG TY TRONG CÁC KHU CÔNG NGHIỆP TẠI HÀ NỘI PL2 PHỤ LỤC 3: THỐNG KÊ SỐ LIỆU CHẤT THẢI NGUY HẠI PHÁT SINH TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ HÀ NỘI PL3 PHỤ LỤC 4: LƯỢNG CHẤT THẢI 05 CÔNG NGHIỆP PHÁT SINH THEO NGÀNH CỦA THÀNH PHỐ HÀ NỘI NĂM 2017 PL4 PHỤ LỤC 5: THÀNH PHẦN CÁC CHẤT Ô NHIỄM TRONG BÙN THẢI PL5 PHỤ LỤC 6: SƠ ĐỒ DÂY CHUYỀNCƠNG NGHỆ Q TRÌNH XI MẠ PL6 PHỤ LỤC 7: DANH MỤC CHẤT THẢI NGUY HẠI NGÀNH CƠ KHÍ HIỆN ĐANG PHÁT SINH TẠI KCN THĂNG LONG PL7 PHỤ LỤC 8: MẪU PHIẾU ĐIỀU TRA THỰC TẾ PL8 PHỤ LỤC TOÁN BIẾN ĐỔI VÀ CHUẨN HOÁ CÁC NGUỒN SỐ LIỆU THỐNG KÊ PL9 viii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Từ viết tăt ADB AWS, AGS BộTN&MT Bộ Tài nguyên Môi trường BVMT Bảo vệ môi trường BXD Bộ Xây dựng BYT Bộ Y tế CCN Cụm công nghiệp CĐCT Cổ điển cải tiến CFB Cơng nghệ đốt hóa lỏng tầng sơi 10 CNH, HĐH Cơng nghiệp hố, Hiện đại hóa 11 Tiếng Anh Tiếng Việt Asian Development Bank Ngân hàng Phát triển Châu Á Phương pháp xử lý thống kê cổ điển cải tiến Cơng nghệ Cơng nghệ đốt hóa lỏng tầng sôi CFB 12 CSD 13 CTCN 14 CTNH Chất thải nguy hại 15 CTR Chất thải rắn 16 CTRCN Chất thải rắn công nghiệp 17 CTRCNNH 18 CTRCNTT 19 CTRNH Chất thải rắn nguy hại 20 ĐMC Đánh giá môi trường chiến lược 21 ĐTM Đánh giá tác động môi trường 22 EEC Commission on Hội đồng phát triển bền vững Sustainable Development giới Chất thải công nghiệp Chất thải rắn công nghiệp nguy hại Chất thải rắn công nghiệp không nguy hại European Economic Cộng đồng kinh tế Châu Âu PL3-1 PHỤ LỤC THỐNG KÊ SỐ LIỆU CHẤT THẢI NGUY HẠI PHÁT SINH TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ HÀ NỘI (Giai đoạn 2015-2018) STT Năm Lượng phát sinh (tấn/năm) Lượng thu gom xử lý (tấn/năm) 2015 67.841,355 50.881,016 2016 65.342,586 65.301,071 Lượng tồn lưu sở (tấn/năm) Tỷ lệ thu gom, xử lý (%) Số sở thực chế độ báo cáo định kỳ 16.960,339 75 402 41.514,000 99 388 2017 78.236,283 78.165,833 70,450 99 620 Ghi chú:Thống kê sở báo cáo quản lý CTNH sở gửi Sở Tài nguyên Môi trường kết tra, kiểm tra định kỳ hàng năm PL4-1 PHỤ LỤC LƯỢNG CHẤT THẢI 05 CÔNG NGHIỆP PHÁT SINH THEO NGÀNH CỦA THÀNH PHỐ HÀ NỘI NĂM 2017 ST T Ngành SX Cơ khí Dệt, nhuộm Điện – Điện tử Thực phẩm Vật liệu Xây dựng Tổng Chất dễ phản ứng Chất dễ ăn mịn Chất dễ cháy Độc tính cao Khơng nguy hại Tổng cộng 6.629,34 2.639,65 2.706,11 1.742,74 88.917,75 102.635,60 918,33 470,15 1.866,87 1.145,72 46.218,64 50.619,71 5.303,47 1.821,28 828,80 1.091,34 12.679,23 21.724,14 21.179,29 2.254,63 2.475,32 425,66 30.835,50 57.170,40 467,40 323,50 2.474,88 1.733,41 91.838,61 96.837,81 34.497,84 7.509,22 10.351,99 6.138,87 270.489,73 328.987,65 Ghi chú:Thống kê sở báo cáo quản lý CTNH sở gửi Sở Tài nguyên Môi trường kết tra, kiểm tra định kỳ hàng năm Tử số = Khối lượng Mẫu số = tỷ lệ % TT Ngành SX Cơ khí Dệt, nhuộm Điện, điện tử Thực phẩm Vật liệu XD % Chất % Chất % chất dễ dễ phản dễ ăn cháy ứng mòn 6,46 2,57 2,64 % Độc tính % Khơng nguy hại Tổng cộng 1,70 86,63 100,00 1,81 0,93 3,69 2,26 91,31 100,00 24,41 8,38 3,82 5,02 58,36 100,00 37,05 3,94 4,33 0,74 53,94 100,00 0,48 0,33 2,56 1,79 94,84 100,00 PL5-1 PHỤ LỤC THÀNH PHẦN CÁC CHẤT Ô NHIỄM TRONG BÙN THẢI o Nghiên cứu sinh tiến hành nung mẫu nhiệt độ 800 C, sau để nguội mẫu bình hút ẩm hịa 100 g bùn thải vào lít nước cất, khuấy giờ, sau lọc phân tích mẫu dung dịch lỏng ta kết thể bảng 3.2 Bảng 3.2 Tính chất bùn thảichứa kim loại nặng từ số nhà máy khí Các tiêu Tỷ trọng (t/m ) Đợt Đợt Đợt Đợt Đợt Đợt 1,08 -1,40 1,10-1,35 1,14-1,30 1.144 1.044 Độ ẩm (%) 52,0 – 66,5 55,2- 63,8 52,5-63,0 53,5 – 65,0 pH Cd (mg/l) 7,45 -7,93 7,87 - 8,28 6,92 – 7,0 0,33 – 0,94 0,09 – 1,54 0,09 – 1,16 0,01 – 0,9 1,9 – 3,45 1,46 – 5,6 2,6– 4,5 1,58 – 3,2 2,5 - 3,9 0,3 - 350 2,5 -21,0 0,9 - 220 3,6 – 19,3 0,8 - 23,6 2,8 - 17,2 0,28 – 0,33 0,34 – 0,56 5,2 – 6,7 KPH – 1,20 0,01 – 4,34 0,2 – 24,5 2,2 – 20,0 0,24 – 0,42 1.302 56,8 – 60.8 5,6 -7,31 3,5 – 26,5 3,8 – 18,7 0,27 – 0,43 4,0 -27,8 2,5 – 17,5 0,26 – 0,44 Ni (mg/l) Zn (mg/l) Pb (mg/l) +6 Cr (mg/l) 0,36 – 0,35 54,4 -63,0 5,8 - 8,53 0,28 – 1,23 PL6-1 PHỤ LỤC SƠ ĐỒ DÂY CHUYỀNCƠNG NGHỆ Q TRÌNH XI MẠ Mơ tả chung quy trình xi mạ Có hai dạng doanh nghiệp ngành hoàn tất sản phẩm kim loại: (1) nhà máy hoàn tất sản phẩm kim loại độc lập, thường biết đến với “xưởng gia cơng” “cơng ty hồn tất sản phẩm kim loại” độc lập (mạ sơn); (2) đơn vị hoàn tất kim loại “trực thuộc” – phận sản xuất thực quy trình hoàn tất sản phẩm kim loại nhà máy lớn Các đơn vị hoàn tất sản phẩm kim loại trực thuộc mang tính đặc thù nhiều hoạt động sản xuất trình hồn tất kim loại thường mang tính hiệu xử lý số lượng chi tiết khác Nói cách khác họ biết hàng ngày sản phẩm họ cho có nhiều chủ động để điều chỉnh thiết bị cho phù hợp với yêu cầu sản xuất hàng ngày Kết quy trình vận hành hiệu suất tối ưu phế thải Sản phẩm đơn vị hoàn tất sản phẩm kim loại “độc lập” thường có tính đặc thù so với đơn vị “trực thuộc” họ thường có nhiều khách hàng với yêu cầu đặc điểm chất lượng sản phẩm khác Yêu cầu tính linh hoạt vận hành để thỏa mãn yêu cầu khách hàng khác thường làm giới hạn ưu tiên lựa chọn quy trình sản xuất thân thiện môi trường Mặc dù hai dạng doanh nghiệp kể có khác vận hành sản xuất cơng nghệ để hồn tất sản phẩm kim loại áp dụng giống kết loại tác động tới môi trường gây tương tự Sản xuất hồn tất sản phẩm kim loại q trình sử dụng nhiều lượng điện, nước loại hóa chất, có chứa nhiều kim loại nặng Các nguồn lượng nhiên liệu (than, dầu, gas) để đốt lò hơi, điện dầu diesel cho máy phát điện Các quy trình hoạt động ngành hoàn tất sản phẩm kim loại với loại đầu vào dòng thải đề cập cách chi tiết phần PL6-2 Quy trình tiền xử lý bề mặt vị trí phát thải Chuẩn bị bề mặt, mức độ bề mặt chi tiết điều kiện mơi trường hóa chất yếu tố thiết yếu để q trình hồn tất sản phẩm kim loại thực cách đảm bảo Nếu bề mặt khơng làm tốt, lớp che phủ kể loại đắt tiền bám không ngăn chặn tác động ăn mịn mơi trường bền ngồi Các kỹ thuật chuẩn bị bề mặt gồm từ kỹ thuật mài, đánh bóng, phun cát đến tẩy axit quy trình làm hóa chất qua nhiều bước phức hợp Các đặc điểm đầu vào đầu trình gồm: - Các nguyên liệu đầu vào: dung mơi, tác nhân nhũ hóa, kiềm, a-xít Các phát thải khí: dung mơi bay (chỉ trường hợp sử dụng phương - pháp tẩy dung môi làm nhũ tương) - Nước thải: chất thải dung mơi, kiềm a-xít - Chất thải rắn/nguy hại: chất thải dễ cháy, chất thải dung môi, kim loại, cặn lắng Quy trình mạ vị trí phát thải Mạ tạo lớp che phủ vô lên bề mặt chi tiết cần mạ nhằm đem lại đặc tính mong muốn chống ăn mịn, tạo độ cứng, chống mài mòn, chống rạn nứt, dẫn điện nhiệt, để trang trí Những quy trình mạ phức tạp đặc biệt thường ứng dụng mối quan hệ điện cực (cực âm/cực dương) vật cần mạ bể mạ Các dạng mạ chủ yếu là: - Mạ trống quay – loại kỹ thuật dùng để mạ lúc nhiều chi tiết nhỏ Các chi tiết đổ vào bể mạ từ thùng thùng nhúng - Mạ xoa – lớp dung dịch mạ phủ lên bề mặt vật cần mạ băng vật thấm dung dịch mạ giống chổi qt, đóng vai trị cực dương Chi tiết cần mạ giữ vai trò cực âm q trình thực dịng điện trực tiếp - Mạ khơng điện tích – thực đơn giản nhúng vật cần mạ vào bể mạ - Mạ điện quy trình phổ biến nhà máy hoàn tất kim loại Trong số kỹ thuật mạ điện ion kim loại mơi trường dung dịch a-xít, kiềm, PL6-3 trung tính giảm xuống vật cần mạ Các ion kim loại dung dịch thường bổ sung tan rã kim loại từ cực dương kim loại rắn làm từ loại kim loại mạ, bổ sung trực tiếp dung dịch muối kim loại loại ơ-xít Xyanua, thường dạng muối kali xyanua, thường dùng hoạt chất tổng hợp cho mạ cát-mi kim loại quý, với cấp hơn, cho dung dịch khác bể mạ đồng kẽm Mạ khí q trình diễn thùng – lắng kim loại lên nhiều chất làm - sử dụng học không dùng lượng điện - Mạ rá - đặt chi tiết lên vị trí dễ mạ để tiếp xúc với dòng mạ Mạ xung điện sử dụng phổ biến để mạ vàng hợp kim vàng, niken, bạc, - chromium, hợp kim trì thiếc, palladium Mạ nhúng nóng kỹ thuật mạ chi tiết kim loại kim loại khác để tạo lớp - màng bảo vệ cách nhúng chi tiết cần mạ vào bồn nóng chảy Mạ kẽm (kẽm nhúng nóng) dạng mạ phổ biến kỹ thuật tạo bề mặt nhúng nóng Các ngun liệu đầu vào : a-xít, dung dịch kiềm, dung dịch có chứa kim loại nặng, dung dịch có chứa xyanua - Ơ nhiễm khí – khí chứa ion kim loại a-xít - Nước thải từ quy trình – a-xít/ kiềm, xyanua, chất thải kim loại; - Chất thải rắn/nguy hại – kim loại chất thải phản ứng (hoạt động mạnh) Trong kỹ thuật mạ kể mạ điện phổ biến nhất, phần tập trung mô tả chi tiết kỹ thuật mạ (1) Quy trình mạ điện vị trí phát thải Mạ điện q trình điện phân, bề mặt kim loại phủ lớp kim loại khác qua trình điện phân Hoạt động mạ điện chủ yếu ứng dụng với dạng mạ vô cho bề mặt mục đích chống gỉ, tạo độ cứng, chống mịn, tạo đặc tính chống rạn nứt, dẫn điện nhiệt, để trang trí Các kim loại hợp kim thường dùng mạ điện đồng (đồng-kẽm), cát-mi, crôm, đồng đỏ, vàng, niken, bạc, thiếc, kẽm (OECA, 1995) Hình biểu diễn quy trình PL6-4 mạ điện Bước quy trình thường bước loại bỏ chất bẩn dính bề mặt chi tiết kim loại (dầu, mỡ, đất v.v ) Nhôm thép, hai loại kim loại phơi phổ biến nhất, sử dụng hai quy trình tẩy bẩn khác Có thể nhúng thép vào dung dịch soda kiềm nóng, cịn nhơm phải làm a-xít chất tẩy epoxi nhơm bị ăn mòn dung dịch kiềm Tùy loại chi tiết cần mà cần phải đánh bóng sơ trước mạ Kim loại phôi thường nhúng vào dung dịch a-xít để tẩy bước làm cuối Có thể dùng nhiều loại a-xít nhúng: - A-xít đơn: a-xít ni-tơ-ríc 50% nhiệt độ bình thường - A-xít kép: a-xít sulfuric 15% nhúng phút nhiệt độ 82°C, rửa qua, sau nhúng vào dung dịch a-xít ni-tơ-ríc 50% - A-xít hỗn hợp: a-xít ni-tơ-ríc 75% hịa với a-xít hydrofluoric 25% Cũng đặt vào thùng tẩy điện sử dụng dòng điện ngược chiều để loại bỏ ô-xi dầu, mỡ bụi bẩn cịn sót lại Phơi kim loại mạ trước lớp đồng mỏng (thấm qua đồng) lớp chống ăn mòn hiệu đồng thời tạo bề mặt mạ tốt cho lớp mạ niken sau Sau chi tiết nhúng vào bồn điện phân có chứa dung dịch niken sulphate cực dương niken, chi tiết mạ làm cực âm Niken tạo lớp “áo khốc” bảo vệ khỏi ăn mịn lớp hồn tất tạo độ sáng bóng cho chi tiết Độ dày lớp mạ phụ thuộc vào độ mạnh yếu dòng điện thời gian nhúng chi tiết bồn Sau rửa nước, chi tiết nhúng vào bồn a-xít chromic để mạ chrome Hiệu suất dòng điện phân rã chrome từ dung dịch chromic kém, mà mạ chrome kỹ thuật mạ tiêu thụ nhiều lượng PL6-5 Hình Quy trình mạ điện với đầu vào vị trí phát thải Mạ kim loại công đoạn phổ biến, sử dụng rộng rãi cơng nghiệp phụ trợ, nhiều sản phẩm kim loại cần phải bảo vệ chống ăn mòn, gia tăng tính thẩm mỹ độ bền Cơng nghệ xi mạ phân thành nhóm: mạ điện, mạ hóa học, mạ nhúng nóng (1) Mạ điện: trình sử dụng dịng điện chiều bình điện phân Sản phẩm cần mạ điện cực dương (catot), dung dịch mạ có chứa ion kim khí cần mạ anot Những ion kim loại tiếp xúc với bề mặt kim loại (catot) bị khử điện hóa thành kim loại kết tủa lên bề mặt kim loại cần mạ (2) Mạ hóa học: phương pháp dựa sở trình khử hóa học, ion kim loại khử thành kim loại có dung dịch muối chất khử Điện tử cần cung cấp cho trình khử lấy từ chất khử hóa học Ví dụ: Mạ hóa PL6-6 học Niken, natri hypophosphit sử dụng tác nhân khử theo phản ứng sau: - - H2PO2 + H2O = H2PO3 + 2H+ + 2e Số điện tử (e) hình thành tham gia phản ứng: Ni 2+ + 2e = Ni Nikel (Ni) đồng (Cu) thường sử dụng kĩ thuật mạ hóa học (3) Mạ nhúng nóng: cơng đoạn mà vật liệu cần mạ qua bể kim loại nóng chảy Bể chứa kim loại nấu chảy nhiệt độ cao, kết kim loại mạ bám bề mặt vật liệu cần mạ (Ví dụ: mạ nhúng kẽm) Công nghiệp xi mạ phân tùy thuộc vào loại kim loại mạ: Mạ Crom: Được sử dụng phổ biến kỹ thuật mạ phụ tùng ô tô, xe máy, mạ - chi tiết máy, phương tiện y tế, phụ tùng máy móc Lớp mạ crom mang tính ổn định hóa học, tính chịu mòn cao, bề mặt đẹp, khả phản xạ ánh sáng trung bình Mạ Kẽm: Thường sử dụng để phòng phống ăn mòn kim loại, gọi mạ - bảo vệ Lớp mạ mang tính đàn hồi thấp độ cứng trung bình, độ bóng kém, dễ tạo thành muối cacbonat bề mặt nên nhanh bị mờ Dung dịch mạ kẽm gồm loại là: dung dịch mạ kẽm có xianua ( CN-) dung dịch mạ kẽm khơng có xianua Mạ Nikel: kỹ thuật quan trọng sử dụng nhiều để trang trí, - làm tăng khả chịu mịn, tăng độ cứng bề mặt Để nâng cao hiệu bảo vệ bề mặt thẩm mỹ người ta thường mạ lớp Nikel -Crom lớp Đồng - Nikel - Crom - Mạ vàng: sử dụng để trang trí đồ nữ trang, trang sức sản phẩm cao cấp - Mạ hợp kim: Trong dung dịch mạ lúc có loại cation để bám lên bề mặt kim loại cần mạ Mạ hợp kim chia thành loại sau: + Lớp mạ hợp kim bảo vệ kim loại khỏi bị ăn mòn hợp kim: kẽm-cadium; đồng-thiếc; chì-thiếc; thiếc-kẽm PL6-7 + Lớp mạ hợp kim trang trí bảo vệ: vàng-bạc; vàng -đồng; vàng-nikel; vàngantimun + Lớp mạ hợp kim theo đặc thù cơng nghiệp: bạc-chì; thiếc-chì,… (2) Quy trình A-nốt hóa vị trí phát thải A-nốt hóa trình điện phân biến bề mặt kim loại thành lớp phủ khơng hịa tan ơ-xít Mạ a-nốt tạo lớp bảo vệ chống ăn mòn, bề mặt trang trí, làm để sơn cho quy trình tạo lớp phủ bề mặt khác, đồng thời tạo đặc tính khí điện đặc thù Nhôm vật liệu thường dùng nhiều mạ a-nốt Các quy trình a-nốt hóa nhơm gồm: a-nốt a-xít chromic, a-nốt a-xít sulfuric, a- nốt boric-sulfuric Sau a-nốt hóa chi tiết rửa kỹ qua trình bịt lỗ để nâng cao tính chống ăn mịn lớp phủ bề mặt Các chất phủ kín thường là: axít chromic, niken axetat, niken coban axetat, nước nóng - Nguyên liệu đầu vào : A-xít, chất phủ bề mặt - Phát thải khí : khí chứa ion kim loại a-xít - Nước thải từ quy trình: chất thải a-xít - Chất thải rắn/nguy hại : Các dung dịch dùng, bùn xử lý nước thải, mạt kim loại PL6-8 Hình 2: Quy trình a-nốt hóa với yếu tố đầu vào vị trí phát thải (3) Quy trình mạ kẽm nhúng nóng vị trí phát thải Mạ kẽm quy trình tạo lớp phủ bề mặt kẽm cho thép chuẩn bị không sử dụng kỹ thuật điện phân Trong tất kỹ thuật tạo bề mặt phổ biến cho thép mạ kẽm phương pháp tạo bề mặt chống gỉ tốt Trong quy trình mạ kẽm kim loại nấu thành hợp kim với chất Vì lớp kẽm mạ khơng bị tróc dùng sơn tạo lớp bảo vệ vĩnh cửu cho chất Bước bước rửa kiềm nóng để loại bỏ chất bẩn bám bề mặt chi tiết Sau chi tiết đặt vào bể tẩy (a-xít sulfuric hydrochloric) để loại bỏ vẩy sắc, gỉ kim loại chất bẩn bám bề mặt khác Các chi tiết rửa để loại bỏ dung dịch tẩy cịn dính sản phẩm Sau chuyển chi tiết sang nhúng vào dung dịch tạo xỉ, thường có 30% kẽm ammonium chloride với chất tạo độ ẩm, trì nhiệt độ khoảng 65oC Dung dịch chuyển động loại bỏ lớp màng ơ-xít hình thành bề mặt thép PL6-9 hoạt động mạnh sau q trình làm a-xít, ngăn chặn ơ-xi hóa thêm trước mạ kẽm Các chi tiết sau chuẩn bị sẵn sàng nhúng vào dung dịch kẽm nóng chảy, trì nhiệt độ khoảng 450oC, tạo lớp mạ hợp kim kẽm-sắt đồng Các quy trình thay gồm bể mạ/xục kết hợp có lớp kẽm ammonium chloride nóng chảy bề mặt kẽm nóng chảy, mạ kẽm điện phân sử dụng rộng rãi Quy trình mạ kẽm đặc biệt phù hợp với quy mô cấu trúc lớn đơn giản Các lỗ nhỏ bề mặt trang trí xỉ kẽm lấp đầy Các quy trình mạ kẽm ly tâm chuyền loại bỏ phần kẽm thừa làm cho chất lượng bề mặt mạ chi tiết nhỏ cải thiện đáng kể Cũng giống tượng nổ bắn kẽm, lượng sản phẩm thải lớn thoát từ bể kẽm ơ-xít kẽm hình thành nhanh chóng bề mặt bể Lớp ơ-xít cần phải hớt bỏ trước nhấc vật phẩm mạ khỏi bể nhằm tránh tượng xỉn màu bám cặn tro bề mặt mạ Đây khó khăn chi tiết cần phải nhấc khỏi bể mạ cách từ từ lớp ơ-xít kịp hình thành nhấc bám vào bề mặt thành phẩm Nếu khơng có cảnh báo an tồn đầy đủ hoạt động mạ kẽm dẫn đến rủi ro Khi nhúng chi tiết vào bể kẽm 450oC, kẽm phản ứng dội “nổ bắn” nhiều ngồi Khơng khí lỗ hổng nóng lên nhanh tạo áp suất lớn Nếu khơng có lỗ thơng khí chi tiết bị nổ tan Đồng thời Kẽm lấp kín đầu cuối ống áp suất ống tăng lên số kẽm bịt đầu bị bắn bật giống ca-nông Nếu khơng có thiết bị che chắn đảm bảo q trình mạ bị thất lượng kẽm lớn gây nguy hiểm cho người công nhân Nếu công nhân vận hành phải sơ tán khỏi khu vực thực quy trình nhúng làm ảnh hưởng lớntới suất PL6-10 Hình 3: Quy trình mạ kẽm với đầu vào vị trí phát thải Quy trình hậu xử lý bề mặt sau mạ vị trí phát thải Crơmat hố dùng với nhiều loại kim loại khác thông qua phương pháp xử lý hóa chất điện hóa Các dung dịch, thường chứa crơm hóa trị hợp chất khác, phản ứng với bề mặt kim loại để tạo lớp có chứa hỗn hợp phức tạp gồm hợp chất crôm, thành phần khác kim loại Phốt phát hố tạo cách nhúng thép, sắt thép mạ kẽm vào dung dịch muối phốt phát loãng hay a-xít phốt phát chất xúc tác khác để tạo môi trường bề mặt cho công đoạn chế biến Nhuộm màu kim loại cách dùng hóa chất để biến bề mặt kim loại thành hợp chất ô-xít hợp chất kim loại tương tự để tạo bề mặt hồn tất trang trí màu xanh đồng Thụ động hóa quy trình tạo lớp màng bảo vệ kim loại cách nhúng vào dung dịch a-xít, thường a-xít nitric a-xít nitric lẫn natri đicromat Các đặc điểm quy trình bao gồm: PL6-11 - Nguyên liệu đầu vào: kim loại a-xít - Khí thải: khí mang ion kim loại a-xít - Nước thải: muối kim loại, a-xít, chất thải từ kim loại phôi - Chất thải rắn/nguy hại: dung dịch dùng hết, bùn xử lý nước thải, kim loại phôi PL7-1 PHỤ LỤC DANH MỤC CHẤT THẢI NGUY HẠI NGÀNH CƠ KHÍ HIỆN ĐANG PHÁT SINH TẠI KCN THĂNG LONG Mã CTNH 07 01 05 07 01 08 07 01 09 07 01 10 07 02 01 07 02 02 07 03 06 07 03 08 07 03 09 07 03 11 07 04 01 07 04 02 Tên chất thải Bùn thải bã lọc có thành phần nguy hại Bùn thải dung dịch ngâm chiết/ tách rửa (eluate) có thành phần nguy hại từ hệ thống màng hệ thống trao đổi ion Nhựa trao đổi ion qua sử dụng bão hịa Các chất thải khác có thành phần nguy hại Chất thải từ q trình xử lý khí thải Chất thải từ trình tráng rửa, làm bề mặt Sáp mỡ qua sử dụng Các vật liệu mài dạng hạt thải có thành phần nguy hại (cát, bột mài…) Bùn thải nghiền, mài có dầu Phoi từ q trình gia cơng tạo hình vật liệu mài lẫn dầu, nhũ tương hay dung dịch thải có dầu thành phần nguy hại khác Que hàn thải có kim loại nặng thành phần nguy hại Xỉ hàn có kim loại nặng thành phần nguy hại Đ/ĐS Trạng thái tồn thông thường Bùn/Rắn AM/Đ/ĐS Bùn Đ/ĐS AM/Đ/ĐS Đ/ĐS Rắn Rắn Rắn/Bùn Đ/ĐS/AM Đ/ĐS Bùn Rắn Đ/ĐS Đ/ĐS Rắn Bùn Đ/ĐS Rắn/Bùn Đ/ĐS Rắn Đ/ĐS Rắn Tính chất nguy hại ... DỰNG Nguy? ??n Thế Hùng NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP QUẢN LÝ TỔNG HỢP CHẤT THẢI RẮN CÔNG NGHIỆP NGUY HẠI TẠI CÁC KHU CÔNG NGHIỆP TẬP TRUNG TRÊN ĐỊA BÀN HÀ NỘI Chuyên ngành: Công nghệ môi trường chất thải rắn. .. bách thủ đô Với lý cấp bách nêu trên, Luận án tiến sỹ: ? ?Nghiên cứu giải pháp tổng hợp quản lý chất thải rắn công nghiệp nguy hại ngành khí thuộc khu cơng nghiệp tập trung địa bàn Hà Nội? ?? có tính... hợp chất thải rắn công nghiệp nguy hại chung cho thành phố Hà Nội, mà quy hoạch quản lý CTR xử lý chất thải nguy hại Hà Nội chưa đề cập tới 7 Chương TỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ CHẤT THẢI RẮN CÔNG NGHIỆP