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

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRỊNH QUỲNH ANH ĐÁNH GIÁ Ô NHIỄM MÔI TRƢỜNG KHÔNG KHÍ DO HOẠT ĐỘNG ĐÚC CƠ KHÍ TẠI NHÀ MÁY VITECH VIỆT NAM, CỤM CƠNG NGHIỆP TÂN HỒNG – HOÀN SƠN, BẮC NINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG Hà Nội – Năm 2014 i ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRỊNH QUỲNH ANH ĐÁNH GIÁ Ơ NHIỄM MƠI TRƢỜNG KHƠNG KHÍ DO HOẠT ĐỘNG ĐÚC CƠ KHÍ TẠI NHÀ MÁY VITECH VIỆT NAM, CỤM CƠNG NGHIỆP TÂN HỒNG – HỒN SƠN, BẮC NINH Chuyên ngành: Môi trường 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 ii 2014 Hà Nội – Năm LỜI CẢM ƠN Được phân công Trung tâm nghiên cứu tài nguyên môi trường, Đại học Quốc gia Hà Nội, đồng ý Cô giáo hướng dẫn PGS TS Trịnh Thị Thanh thực đề tài “Đánh giá nhiễm mơi trường khơng khí hoạt động đúc khí nhà máy Vitech Việt Nam, cụm cơng nghiệp Tân Hồng – Hồn Sơn, Bắc Ninh” Để hồn thành khóa luận này, tơi xin chân thành cảm ơn thầy giáo tận tình hướng dẫn, giảng dạy suốt trình học tập, nghiên cứu rèn luyện Trung tâm nghiên cứu tài nguyên môi trường, Đại học Quốc gia Hà Nội Xin chân thành cảm ơn Cô giáo hướng dẫn PGS.TS Trịnh Thị Thanh tận tình, chu đáo hướng dẫn tơi thực khóa luận Mặc dù có nhiều cố gắng để thực đề tài cách hoàn chỉnh nhất, song buổi đầu làm quen với công tác nghiên cứu khoa học, tiếp cận với thực tế sản xuất hạn chế kiến thức kinh nghiệm nên tránh khỏi thiếu sót định mà thân chưa thấy Tơi mong góp ý q Thầy, Cơ giáo bạn đồng nghiệp để khóa luận hồn chỉnh Tơi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng 11 năm 2014 Học viên Trịnh Quỳnh Anh iii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu Luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tơi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực Luận văn cảm ơn thơng tin trích dẫn Luận văn ghi rõ nguồn gốc Học viên thực Luận văn Trịnh Quỳnh Anh iv 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 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tượng, phạm vi Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Cấu trúc luận văn CHƢƠNG TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Giới thiệu chung ngành đúc khí Việt Nam 1.1.1 Mơ tả q trình đúc khí 1.1.2 Sử dụng tài nguyên, ô nhiễm môi trường an tồn sản xuất ngành đúc khí 1.2 Một số phương pháp xử lý khí bụi áp dụng số nhà máy đúc khí 1.2.1 Lọc bụi túi vải 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 số phương pháp xử lý bụi nhà máy đúc khí 13 1.4 Tổng quan Nhà máy Vitech Việt Nam 15 1.4.1 Lịch sử hình thành phát triển Công ty 15 1.4.2 Công nghệ nhà máy 20 1.4.3 Nhu cầu sử dụng nguyên liệu, nhiên liệu nhà máy Vitech .22 1.5 Hiện trạng cơng trình xử lý khí thải 23 v CHƢƠNG ĐỊA ĐIỂM, THỜI GIAN, PHƢƠNG PHÁP LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25 2.1 Địa điểm, thời gian 25 2.2 Phương pháp luận phương pháp nghiên cứu 25 2.2.1 Phương pháp luận: 25 2.2.2 Phương pháp nghiên cứu 25 CHƢƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 29 3.1 Hiện trạng chất lượng môi trường khơng khí nhà máy Vitech 29 3.1.1 Chất lượng mơi trường khí thải 29 3.1.2 Phương pháp thực lấy mẫu .31 3.2 Tính tốn tải lượng chất nhiễm khơng khí q trình đốt cháy nhiên liệu 33 3.2.1 Nhiên liệu dùng cho trình sấy khn .33 3.2.2 Tính tốn tải lượng nhiễm từ q trình sấy sử dụng nhiên liệu dầu FO nhà máy 34 3.2.3 Tính tốn tải lượng chất nhiễm trình đúc 37 3.2 Tính tốn q trình khuếch tán chất nhiễm mơi trường khơng khí theo mơ hình Gauss 39 3.2.1 Giới thiệu mơ hình lan truyền Gauss 39 3.2.2 Tính tốn chiều cao hiệu ống khói 42 3.3 Ứng dụng mơ hình Gauss mơ q trình khuếch tán nhiễm mơi trường khơng khí vào hoạt động nhà máy Vitech 43 3.3.1 Số liệu đầu vào 43 3.4 Đánh giá ô nhiễm môi trường khơng khí hoạt động Nhà máy Vitech Việt Nam 51 3.4.1 Nồng độ tối đa cho phép bụi chất vơ khí thải cơng nghiệp phát tán vào mơi trường khơng khí (QCVN 19:2009/BTNMT) 51 3.4.2 Nhận xét 52 3.5 Một số biện pháp kiểm sốt nhiễm mơi trường khơng khí Nhà máy Vitech Việt Nam sản xuất 53 vi 3.5.1 Các biện pháp sản xuất áp dụng cho nhà máy .53 3.5.2 Tính khả thi chi phí hiệu sản xuất 59 3.6 Kiểm sốt nhiễm mơi trường khơng khí giải pháp khống chế xử lý nguồn 61 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 63 Kết luận 63 Kiến nghị 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 vii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT BTNMT : Bộ Tài nguyên Môi trường BYT : Bộ Y tế CCN : Cụm công nghiệp KCN : Khu công nghiệp MTKK : Môi trường không khí NL : Năng lượng PP : Phương pháp QCVN : Quy chuẩn Việt Nam QĐ : Quyết định TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam TCVS : Tiêu chuẩn vệ sinh TNHH : Trách nhiệm hữu hạn VOCs : Các hợp chất hữu dễ bay viii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Tiêu thụ nguyên nhiên liệu sản phẩm [4] Bảng 1.2 So sánh hiệu phương pháp xử lý bụi 14 Bảng 1.3 Lượng mưa, độ ẩm tương đối nhiệt độ trung bình năm 18 Bảng 3.1 Kết phân tích mơi trường khơng khí khu vực sản xuất 29 Bảng 3.2 Kết phân tích mơi trường khơng khí xung quanh 30 Bảng 3.3 Kết phân tích mơi trường khơng khí sau ống khí 30 Bảng 3.4 Bảng thành phần phần trăm chất dầu FO 34 Bảng 3.5 Kết tính tốn tải lượng nồng độ khí thải bụi phát sinh đốt cháy nhiên liệu dầu FO[1] 35 Bảng 3.6 Bảng so sánh kết qủa nồng độ chất nhiễm tính tốn lý thuyết với giới hạn cho phép khí thải nhà máy hoạt động theo QCVN 19:2009/BTNMT 37 Bảng 3.7 Tải lượng chất nhiễm q trình nấu chảy kim loại 38 Bảng 3.8 Nồng độ chất ô nhiễm nguồn thải 39 Bảng 3.9 Tải lượng chất ô nhiễm sau qua thiết bị xử lý 39 Bảng 3.10 Nguồn gây ô nhiễm tải lượng chất gây ô nhiễm 45 Bảng 3.11 Nồng độ Cmax khoảng cách Xmax chất ô nhiễm 45 Bảng 3.12 Nồng độ chất ô nhiễm nguồn thải K1 47 Bảng 3.13 Nồng độ chất ô nhiễm nguồn thải K2 48 Bảng 3.14 Nồng độ tổng hợp chất gây ô nhiễm 48 Bảng 3.15 Sự thay đổi nồng độ NOx 49 Bảng 3.16 Sự thay đổi nồng độ CO 49 Bảng 3.17 Sự thay đổi nồng độ SO2 50 Bảng 3.18 Sự thay đổi nồng độ Bụi 51 Bảng 3.19 Nồng độ phát thải chất ô nhiễm 52 Bảng 3.20 So sánh nồng độ phát thải chất ô nhiễm từ nguồn thải với tiêu chuẩn cho phép 52 ix DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Ngun liệu đầu vào phát thải trình đúc kim loại Hình 1.2 Sơ đồ nguyên lý lọc bụi túi vải Hình 1.3 Sơ đồ nguyên lý lọc bụi tĩnh điện .11 Hình 1.4 Mơ hình xử lý bụi cyclone .12 Hình 1.5 Quy trình cơng nghệ đúc khí nhà máy Vitech .21 Hình 1.6 Sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống xử lý khí thải từ lị điện 23 Hình 1.7 Sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống xử lý khí thải từ lị sấy .24 Hình 3.2 Đồ thị biểu diễn thay đổi nồng độ CO 50 Hình 3.3 Đồ thị biểu diễn thay đổi nồng độ SO2 .50 Hình 3.4 Đồ thị biểu diễn thay đổi nồng độ Bụi 51 x - Số liệu phân tích kết mẫu khơng khí xung quanh, mơ hình tính tốn tính tốn cho nguồn điểm 3.5 Một số biện pháp kiểm sốt nhiễm mơi trƣờng khơng khí Nhà máy Vitech Việt Nam sản xuất 3.5.1 Các biện pháp sản xuất áp dụng cho nhà máy Trong phần nêu số giải pháp quản lý nội vị cho nhà máy Vitech a) Giải pháp liên quan đến nấu chảy * Các giải pháp quản lý nguyên liệu Để giảm tỷ lệ tổn thất kim loại bị oxy hóa q trình lưu kho/bãi, đồng thời hạn chế nhiễm đất, nhiễm nước, thực biện pháp quản lý sau: - Phân ô sử dụng thùng chứa để phân biệt lưu trữ riêng biệt loại kim loại khác theo chất, tỷ trọng Áp dụng nguyên tắc liệu vào trước sử dụng trước); - Sử dụng máy ép phế để tăng tỷ trọng phế liệu gang, thép trước nạp lò; - Kho, bãi chứa phế liệu gang, thép cần bê tơng hóa nhằm hạn chế đất cát vào mẻ liệu lò Nếu bãi khơng có mái che cần có rãnh nước thấm tràn, hố tụ nước tách riêng tránh ô nhiễm nguồn nước mặt Điều này, nhà máy Vitech thực tốt; - Trong điều kiện khí hậu Việt Nam, nên có mái che cho khu chứa nguyên liệu (kim loại, trợ dung phụ gia, vật liệu làm khuôn, ruột đặc biệt vật liệu chịu lửa) Tạp chất phi kim loại sau nấu chảy bị loại dạng xỉ, bụi phát thải môi trường Lượng tạp chất lớn, lượng phát thải môi trường lớn * Các giải pháp tận dụng nhiệt thải Nhà máy sử dụng lò điện (lò cảm ứng, lị hồ quang) nên áp dụng giải pháp tận dụng nhiệt thải để gia nhiệt phế liệu trước nạp lò cách nạp liệu 53 liên tục ngược chiều với dịng khí thải (lị cảm ứng) dẫn khí thải gia nhiệt thép phế trước nạp lị (lị hồ quang có lỗ hút thứ lị) * Các giải pháp ngăn ngừa hình thành Dioxin/Furan Ngồi bụi chất vơ cơ, khí thải phát sinh từ q trình nấu luyện lị cảm ứng lị điện hồ quang chứa loại khí độc hại, phải kể đến Dioxin Furan Ở nước công nghiệp phát triển thường áp dụng biện pháp sau để giảm phát thải (PCDD/PCDF): + Loại trừ đến mức tối đa loại vật chất có tiềm gây nhiễm lớn nhựa, sơn, dầu mỡ Cố gắng loại bỏ kim loại mầu thép phế chúng chất xúc tác thúc đẩy việc tạo thành chất ô nhiễm độc hại Nhà máy Vitech sử dụng nguyên liệu đầu vào phế liệu sạch, khâu tuyển chọn kỹ Do đó, phần giảm thiểu khí phát thải gây nhiễm môi trường + Sơ chế thép phế để tăng tỷ trọng đống, giảm số lần mở nắp lò nạp liệu gây tổn thất lượng phát thải khí, bụi mơi trường quanh lị tồn nhà xưởng + Lượng dự trữ thép phế không nên 45 -50 ngày thép phế để ngồi trời với thời tiết nóng, ẩm, mưa, nắng… thúc đẩy q trình tạo gỉ (bị oxy hóa) gây tổn thất trọng lượng tiêu tốn lượng, chất phụ gia; + Nên tìm cách để lập/bịt kín nguồn phát tán bụi để dễ hút xử lý + Cần kiểm tra lực hút chụp hút cao nhằm đảm bảo khả hút hết lượng khí thải cơng nghệ lượng khí xâm nhập vào nhà xưởng Chụp hút làm việc tốt cải thiện điều kiện làm việc công nhân giảm thải bụi mơi trường ngồi nhà xưởng + Đối với lị chưa có mỏ đốt phụ, nên có thiết kế để cải tạo bổ sung mỏ đốt phụ để tận thu lượng hóa học khí cháy CO hydrocacbon + Với lị thu khí thải EAF từ lỗ thứ lị (hoặc hút trực tiếp từ lỗ tường lò, nơi tiếp giáp với đỉnh) xem xét việc lắp đặt buồng đốt phụ ngồi lị khơng gian cho phép nhiệt độ khí thải hút trực tiếp từ lị >800ºC, 54 trì nhiệt độ khoảng giây (có thể phải hun thêm lượng nhỏ nhiên liệu), sau làm nguội nhanh (trong vịng giây) xuống