3.1.1.1. Quy mô và lợi ích kinh tế
Theo nhƣ báo cáo “Tình hình thực hiện nhiệm vụ phát triển kinh tế - xã hội năm 2012 và phƣơng hƣớng nhiệm vụ năm 2013” của xã Thanh Thuỳ thì thôn Rùa Hạ có tới 646 hộ sản xuất hàng cơ kim khí, chiếm 91,9% trong tổng số 703 hộ. kết quả giá trị sản xuất năm 2012 toàn xã Thanh Thuỳ ƣớc đạt 136,5 tỷ đồng, trong đó, giá trị sản xuất của thôn Rùa Hạ là 46,89 tỷ, chiếm 34,35% thu nhập của toàn xã [30].
Nghề cơ kim khí đƣợc tiến hành hầu hết các ngày trong năm, hoàn toàn không bị chi phối vào các mùa vụ nông nghiệp. Ngƣời dân nơi đây tuy có đất nông nghiệp nhƣng đa phần họ không trực tiếp sản xuất. Đến ngày phải cấy cày hay thu hoạch cần nhiều nhân lực họ thƣờng thuê ngƣời nơi khác đến làm.
3.1.1.2. Quy trình sản xuất
a) Cơ sở sản xuất tôn nguyên liệu
- Nguyên liệu: Tôn phế liệu - Sản phẩm: Tôn thành phẩm - Quy trình sản xuất:
26
Hình 3.1. Quy trình sản xuất tôn thành phẩm và dòng thải
Công đoạn cắt:
Các cơ sở sản xuất nguyên liệu thu mua phế liệu, thƣờng là các thùng tôn đựng keo hình trụ có đƣờng kính 0,6m, chiều cao 1m. Sau khi mua về các thùng keo này đƣợc cắt ra thành các hình chữ nhật.
Công đoạn làm sạch bề mặt:
Sau công đoạn cắt là đến công đoạn làm sạch bề mặt, tôn đƣợc ngâm với các dung môi cơ và axit để làm sạch keo và gỉ, thời gian ngâm khoảng 2- 3 ngày. Tại công đoạn này sẽ tạo ra nƣớc thải có chứa dầu mỡ và hóa chất. Sau đó tôn đƣợc chuyển đến công đoạn phơi, cán, cắt.
Công đoạn phơi, cán, cắt:
Tôn phế liệu
Cắt
Làm sạch bề mặt (ngâm, tẩy gỉ,tẩy
dầu mỡ)
Phơi
Cán, cắt
Tôn thành phẩm
Hóa chất, nƣớc Nƣớc thải chứa
hóa chất
Bụi, tiếng ồn, CTR
27
Tại công đoạn này tôn đƣợc rửa sạch bằng nƣớc lã và phơi khô. Sau khi phơi khô thì đƣợc cán bằng máy cán để làm mất các đƣờng gân trên thùng keo và làm phẳng bề mắt. Tùy thuộc vào nhu cầu của khách hàng, tôn thành phẩm sẽ đƣợc cắt ra thành các miếng tôn nhỏ hơn theo kích thƣớc của đơn đặt hàng.
Tôn thành phẩm đƣợc cung cấp cho các cở sở đột dập trong làng Rùa Hạ và các làng cơ kim khí khác trong địa phận xã Thanh Thùy.
b) Cơ sở đột dập
- Nguyên liệu : Tôn
- Sản phẩm: Rất đa dạng và phong phú thƣờng là các linh kiện xe máy, xe đạp - Quy trình sản xuất:
Hình 3.2. Quy trình sản xuất của cơ sở đột dập
Nguồn nguyên liệu:
Tùy thuộc vào đơn đặt hàng mà hộ sản xuất sẽ chế tạo khuôn phù hợp theo đơn đặt hàng đó. Tôn Tạo khuôn Tạo hình (Đột, dập, cắt, khoan, mài) Sản phẩm Sản phẩm
28
Nguồn nguyên liệu để sản xuất hàng cơ kim khí là các loại tônnhập liệu hoặc là tôn phế liệu đƣợc cung cấp bởi các hộ gia đình sản xuất tôn. Căn cứ vào kích thƣớc của sản phẩm, họ sẽ cung cấp tôn có kích thƣớc, bề dầy tƣơng ứng với sản phẩm.
Trong làng Rùa Hạ có 10 hộ cung cấp tôn nguyên liệu nên hoạt động sản xuất trong làng rất thuận tiện. Tôn ở đây đƣợc nhập chủ yếu từ làng Đa Hội (Bắc Ninh) và một số nơi thuộc Hải Phòng, Thạch Thất (Hà Nội), giá nguyên liệu dao động từ 12.000 – 13.000/kg.
Đột dập, tạo hình:
Sau khi chế tạo đƣợc khuôn sẽ lắp ráp vào máy đột dập và tiến hành đột dập. Mỗi sản phẩm có nhiều chi tiết cần đột dập, quá trình đột dập đƣợc thức hiện theo dây truyền, mỗi ngƣời điều kiển 1 máy. Mỗi hộ sản xuất thƣờng có từ 4 đến 7 máy đột dập. Tùy thuộc vào đơn đặt hàng là sản phẩm nào mà sử dụng các máy móc, thiết bị phù hợp để tạo hình. Có những mặt hàng chỉ dừng lại ở bƣớc đồn dập, nhƣng có những mặt hàng có nhiều chi tiết hơn phải sử dụng máy thụt, máy khoan để tạo lỗ, máy mài để tạo đƣờng cong ở góc cạnh, máy cắt để cát các phần thừa…
Sau bƣớc này thì tuỳ vào yêu cầu của đơn dặt hàng hoặc sản phẩm đã hoàn thiện hoặc chuyển sang bƣớc mạ.
c) Cơ sở mạ
- Chi tiết mạ: phần lớn đƣợc chuyển đến từ các cở sở đột dập trong thôn, một số ít là các đơn đặt hàng bên ngoài. Các chi tiết mạ chủ yếu là các linh kiện, phụ tùng xe máy, xe đạp nhƣ: chân chống, đũa phanh, dằng phanh, yếm xe máy, các loại ốc vít...
- Phƣơng pháp mạ đƣợc sử dụng là mạ điện - Quy trình mạ:
29
Hình 3.3. Sơ sồ quy trình mạ và dòng thải
- Thuyết minh quy trình:
Bước 1: Tẩy dầu mỡ và rửa sạch
Bề mặt kim loại sau nhiều công đoạn sản xuất cơ khí, thƣờng dính dầu mỡ, dù rất mỏng cũng đủ để làm cho bề mặt trở nên kị nƣớc, không tiếp xúc đƣợc với dung dịch tẩy, dung dịch mạ…nên cần tẩy dầu mỡ trƣớc khi mạ.
Chi tiết mạ Tẩy dầu mỡ Tẩy gỉ Đánh trắng Mạ Thụ động hóa Sấy Chi tiết mạ hoàn chỉnh Dung môi hữu
cơ, nƣớc Axit, nƣớc Xút, nƣớc Hóa chất, nƣớc Hóa chất, nƣớc Nƣớc thải chứa dẫu mỡ Nƣớc thải chứa axit Nƣớc thải chứa kiềm Nƣớc thải chứa hóa chất Nƣớc thải chứa hóa chất
30
Tiến hành tẩy dầu mỡ bằng cách ngâm các chi tiết mạ trong dung môi hữu cơ cacbontetraclorua CCl4 trong thời gian từ 10-15 phút rồi rửa với nƣớc lã.
Bước 2: Tẩy gỉ và rửa sạch
Bề mặt kim loại thƣờng phủ một lớp oxit dày, gọi là gỉ. Sau khi tẩy dầu mỡ và rửa sạch các chi tiết mạ tiếp tục đƣợc tẩy gỉ để làm sạch bề mặt mạ bằng cách ngâm chi tiết mạ trong các thùng chứa dung dịch H2SO4 trong thời gian từ 15-60 phút. Sau đó cũng đem rửa lại với nƣớc lã.
Bước 3: Đánh trắng
Sau khi tẩy gỉ, các chi tiết mạ đƣợc chuyển sang lồng xóc, bổ sung thêm xút và quay trong vòng 30 phút để làm sạch bề mặt mạ hoàn toàn.
Tùy thuộc và chi tiết mạ mà sử dụng các lồng xóc có kích thƣớc phù hợp.
Bước 4: Mạ
Các chi tiết đƣợc chuyển sang bể mạ. Trong quá trình mạ điện, vật cần mạ đƣợc gắn với cực âm catôt, kim loại mạ gắn với cực dƣơng anôt của nguồn điện trong dung dịch điện môi. Cực dƣơng của nguồn điện sẽ hút các electron e- trong quá trình ôxi hóa và giải phóng các ion kim loại dƣơng, dƣới tác dụng lực tĩnh điện các ion dƣơng này sẽ di chuyển về cực âm, tại đây chúng nhận lại e- trong quá trình ôxi hóa khử hình thành lớp kim loại bám trên bề mặt của vật đƣợc mạ. Độ dày của lớp mạ tỉ lệ thuận với cƣờng độ dòng điện của nguồn và thời gian mạ.
Trong các bể mạ, có các cánh khuấy liên tục để trộn đều dung dịch điện phân. Quá trình mạ đƣợc thực hiện trong thời gian 4-50 phút.
Bước 5: Thụ động hóa
Tùy thuộc vào nhu cầu của khách hàng mà thụ động hóa nhƣ thế nào. Có hai loại thụ động hóa:
- Thụ động hóa trắng: trắng xanh (thụ động 779), trắng bạc (thụ động crom) - Thụ động hóa vàng: thụ động crom
31
Các thiết bị đƣợc nhúng nhanh qua chậu đựng hóa chất thụ động
Bước 6: Sấy khô
Sau khi thụ động hóa, các chi tiết mạ đƣợc chuyển đến máy ly tâm để vắt bớt nƣớc cho ráo, rồi đƣợc sấy khô trong 1-2 phút và hoàn thiện sản phẩm.
Sau mỗi công đoạn, các chi tiết mạ đều đƣợc chứa trong các thùng đựng nƣớc lã trƣớc khi chuyển sang công đoạn tiếp theo để tránh sự tiếp xuc giữa chi tiết mạ với oxy không khí.
3.1.2. Thực trạng ô nhiễm môi trường nước
3.1.2.1. Xác định nguồn thải
Quá trình sinh hoạt, hoạt động sản xuất của ngƣời dân làng cơ kim khí Rùa Hạ đã tạo ra các nguồn nƣớc thải sau:
- Nƣớc thải nông nghiệp - Nƣớc thải chăn nuôi - Nƣớc thải sinh hoạt
- Nƣớc thải sản xuất hàng cơ kim khí.
a) Nguồn nƣớc thải nông nghiệp
Cũng giống nhƣ các thôn khác trong xã Thanh Thùy và địa phƣơng khác, trong sản xuất nông nghiệp, ngƣời dân làng Rùa Hạ do lạm dụng các loại thuốc bảo vệ thực vật và phân bón hóa học dẫn đến ảnh hƣởng xấu tới môi trƣờng nƣớc và sức khỏe ngƣời dân.
Phân bón đi vào nguồn nƣớc mặt làm ảnh hƣởng xấu đến chất lƣợng nƣớc nhƣ: gây phì hóa nƣớc và gia tăng nồng độ nitrat trong nƣớc. Hiện tƣợng tăng độ phì trong nƣớc làm cho tảo và thực vật cấp thấp trong nƣớc bùng phát. Lớp thực vật này làm giảm lƣợng ánh sáng đi xuống các tầng nƣớc phía dƣới vì vậy hiện tƣợng quang hợp dƣới nƣớc bị ngăn cản làm lƣợng oxi đƣợc giải phóng ra trong nƣớc giảm. Mặt khác khi thực
32
vật cấp thấp và tảo chết đi, xác chúng bị phân hủy trong điều kiện yếm khí tạo nên các chất độc hại, tạo mùi hôi thối gây ô nhiễm nguồn nƣớc.
b) Nguồn nƣớc thải chăn nuôi
Chăn nuôi là một trong hai hoạt động chính của hoạt động sản xuất nông nghiệp, bên cạnh tạo ra thu nhập và các giá trị kinh tế, thì hiện nay những chất thải nhƣ phân, nƣớc thải chăn nuôi chƣa đƣợc xử lý một cách hợp lý đã tác động xấu đến chất lƣợng môi trƣờng đặc biệt là môi trƣờng nƣớc, phân và nƣớc thải chăn nuôi phát sinh ra hàng ngày thƣờng đƣợc thải ra theo các hệ thống cống rãnh và đổ xuống các con sông ao hồ những khu vực gần đó, gây ảnh hƣởng đến môi trƣờng.
Những năm gần đây, hoạt động chăn nuôi gia súc của lƣu vực sông Nhuệ có xu hƣớng giảm từ năm 2005 đến năm 2012 số lƣợng trâu giảm từ 40.216 con xuống 24.191 con, bò giảm 205.242 con xuống 141.727con, lợn giảm từ 1.790.763 con xuống 1377067 con, tuy nhiên số lƣợng gia cầm lại tăng từ 14.729 nghìn con lên 21926 nghìn con. Tuy lƣợng gia súc giảm nhƣng lƣợng nƣớc thải, chất thải của từ các hoạt động thải ra hàng ngày là vẫn lớn, để xử lý các chủ trạng trại đã xây dựng bể khí bioga và chăn nuôi thêm thuỷ sản. Tuy nhiên, do lƣợng nƣớc và chất thải lớn, mà việc xử lý lại không đồng bộ và yếu kém nên tỷ lệ nƣớc và chất thải đƣợc xử lý đạt yêu cầu rất thấp.
Thôn Rùa Hạ có 3 hộ chăn nuôi vịt, với số lƣợng khoảng 700 con, gà đƣợc nuôi rải rác tại các hộ gia đình ƣớc lƣợng khoảng 350 con. Lƣợng phân từ hoạt động chăn nuôi thải ra khoảng 52,5kg/ngày. Lƣợng phân này đƣợc trữ trong chuồng trại hoặc đổ ra đồng ruộng.
Căn cứ vào định mức lƣợng nƣớc thải chăn nuôi của WHO ( đối với trâu, bò là 8m3/con/năm, lợn là 14,6 m3/con/năm, gia cầm 0,21 m3/con/năm) ta ƣớc tính đƣợc lƣợng nƣớc phát thải từ hoạt động chăn nuôi của thôn Rùa Hạ vào khoảng
Đặc tính của nƣớc thải chăn nuôi là chứa nhiều chất ô nhiễm nhƣ: chất kháng sinh, hoocmon, hoá chất, phân bón,... khi đổ vào các ao hồ, kênh mƣơng và chảy vào
33
các sông suối gây nên tình trạng ô nhiễm nguồn nƣớc, ảnh hƣởng không nhỏ đến sức khoẻ con ngƣời và các vấn đề khác.
Bảng 3.1. Thành phần ô nhiễm và tính chất của nƣớc thải chăn nuôi
( Nguồn: Trương Thanh Cảnh, 2006)
Trong thực tế nguồn tiếp nhận nƣớc thải chăn nuôi thƣờng là ao, hồ, sông ngòi…Mức độ ô nhiễm nguồn nƣớc này phụ thuộc vào khối lƣợng nƣớc thải và khả năng tự làm sản của nguồn tiếp nhận, và sự tác dộng của các nguồn khác.
c) Nguồn nƣớc thải sinh hoạt
Nƣớc thải sinh hoạt phát sinh chủ yếu từ quá trình sinh hoạt: tắm giặt, nấu nƣớng, vệ sinh,… của ngƣời dân trong thôn.
Thành phần chính của nƣớc thải sinh hoạt bao gồm 02 loại, đó là nƣớc thải nhiễm bẩn do chất bài tiết của con ngƣời từ các phòng vệ sinh, các khu vệ sinh công cộng… hoặc nƣớc thải nhiễm bẩn do các chất thải sinh hoạt nhƣ các cặn bã từ nhà bếp, các chất rửa trôi, các chất thải chất bẩn thải ra từ quá trình sinh hoạt của con ngƣời…
Lƣợng nƣớc thải sinh hoạt của một khu dân cƣ phụ thuộc vào dân số, vào tiêu chuẩn cấp nƣớc và đặc điểm của hệ thống thoát nƣớc. Tiêu chuẩn cấp nƣớc sinh hoạt cho một khu dân cƣ phụ thuộc vào khả năng cung cấp nƣớc của các nhà máy nƣớc hay các trạm cấp nƣớc hiện có. Các trung tâm đô thị thƣờng có tiêu chuẩn cấp nƣớc cao
Chỉ tiêu Đơn vị Nồng độ pH - 6,6 COD mg/L 2235 BOD5 mg/L 1667 SS mg/L 124 N- Tổng mg/L 28 NH4+ mg/L 14 NO3- mg/L 6 P-tổng mg/L 0,41
34
hơn so với các vùng ngoại thành và nông thôn, do đó lƣợng nƣớc thải sinh hoạt tính trên một đầu ngƣời cũng có sự khác biệt giữa thành thị và nông thôn.
Nhƣ đã thống kê thì thôn Rùa Hạ có 703 hộ, với 2.434 nhân khẩu. Với định mức sử dụng nƣớc khoảng 100l/ngƣời/ngày thì lƣợng nƣớc thải thải ra ƣớc tính khoảng 243,4 m3/ngày.
Các thành phần ô nhiễm chính đặc trƣng thƣờng thấy ở nƣớc thải sinh hoạt là BOD5, COD, Nitơ và Phốt pho. Một yếu tố gây ô nhiễm quan trọng trong nƣớc thải sinh hoạt đó là các loại mầm bệnh đƣợc lây truyền bởi các vi sinh vật có trong phân. Vi sinh vật gây bệnh cho ngƣời bao gồm các nhóm chính là virus, vi khuẩn, nguyên sinh bào và giun sán gây ra các bệnh lan truyền bằng đƣờng nƣớc nhƣ tiêu chảy, ngộ độc thức ăn, vàng da,…
d) Nguồn nƣớc thải sản xuất hàng cơ kim khí
Hoạt động sản xuất hàng cơ kim khí đặc biệt là quá trình mạ là nguyên chính tạo ra nguồn nƣớc thải gây ô nhiễm môi trƣờng.
Hoạt động sản xuất hàng cơ kim khí của thôn Rùa Hạ bao gồm ba hoạt động sản xuất chính là: các cơ sở sản xuất tôn nguyên liệu, cơ sở đột dập và cơ sở mạ.
- Cơ sở sản xuất tôn nguyên liệu:
Từ quy trình sản xuất của cơ sở sản xuất tôn cho thấy nguồn phát sinh nƣớc thải của sản xuất là từ công đoạn làm sạch bề mặt (ngâm, tẩy gỉ, tẩy dầu mỡ). Nƣớc thải loại này chứa nhiều hóa chất, dầu mỡ.
- Cơ sở đột dập:
Quá trình đột dập chủ yếu là tiến hành tạo hình (cắt, khoan, mài) cho sản phẩm. Do đó, trong quá trình sản xuất không sử dụng nƣớc nên không phát sinh nƣớc thải. Tuy nhiên quá trình vệ sinh các trang thiết bị, vệ sinh sàn, rửa tay của công nhân thì nƣớc thải phát sinh có chứa nhiều dầu mỡ.
35
Từ quy trình sản xuất của cơ sở mạ cho thấy nƣớc thải phát sinh ở hầu hết tất cả các công đoạn trong quy trình mạ, các quá trình phát sinh nƣớc thải bao gồm: tẩy dầu mỡ, tẩy gỉ, đánh trắng, mạ và thụ động hóa.
Trên cơ sở phân tích nguồn phát sinh nƣớc thải của các cơ sở sản xuất cơ kim khí tại làng Rùa Hạ cho thấy nguồn thải gây ô nhiễm chính tới môi trƣờng nƣớc, phát sinh thƣờng xuyên và với lƣợng lớn là nƣớc thải mạ. Do vậy, học viên lựa chọn nƣớc thải phát sinh từ cơ sở mạ là nguồn gây ô nhiễm nƣớc đặc trƣng và tiến hành khảo sát, lấy mẫu và đƣa đi phân tích nguồn nƣớc thải loại này.
3.1.2.2. Đặc tính nước thải mạ
Để đánh giá đƣợc đặc tính nƣớc thải mạ phát sinh, học viên tiến hành khảo sát và lấy mẫu nƣớc thải vào hai thời điểm là tháng 10 năm 2013 và tháng 3 năm 2014. Các mẫu nƣớc thải đƣợc lấy tại 4 cơ sở mạ đặc trƣng của làng.
Do việc thực hiện luận văn nhằm đánh giá thực trạng ô nhiễm nƣớc làng nghề, các vấn đề môi trƣờng phát sinh và đề xuất giải pháp giảm thiểu (chủ yếu đối với nƣớc thải mạ), mặt khác đây là những khu vực nhạy cảm về vấn đề môi trƣờng nên học viên