II. Mục tiêu ý nghĩa yêu cầu của đề tài nghiên cứu
2. Nội dung và phơng pháp nghiên cứu:
2.2 Phơng pháp nghiên cứu:
Phơng pháp chọn điểm nghiên cứu.
Thu thập số liệu từ các xởng của nhà máy. Phơng pháp đánh giá tác động môi trờng.
Phân tích bằng phơng pháp đo nhanh các thông số tại hiện trờng và bảo toàn khối lợng các chất ô nhiễm
* Chỉ tiêu theo dõi:
Đánh giá tổng thể chỉ tiêu theo dõi xác định chỉ số DO, COD, BOD5
* Phơng pháp xác định DO
+ Độ hoà tan của oxy trong nớc phụ thuộc vào nhiệt độ và áp suất, đặc tính của nớc khi nhiệt độ môi trờng nớc tăng, thì độ hoà tan của oxy giảm, P tăng, độ hoà tan tăng.
Ví dụ: ở điều kiện t0 = 00C, P = 1at, thì nồng độ DO hoà tan 14,6 mg/l
ở điều kiện t0 = 200C, P = 1at, thì nồng độ DO hoà tan 9,2 mg/l ở điều kiện t0 = 350C, P = 1at, thì nồng độ DO hoà tan 7 mg/l
* Phơng pháp xác định nồng độ [DO] bằng iôt của Winken
Nguyên lý: Trong môi trờng kiềm Mn2+ sẽ bị oxy hoà tan có trong n- ớc oxy hoá đến Mn4+ tạo thành kết tủa MnO2 có màu nâu
Mn2+ + 1/2O2 + 2OH- → MnO2↓ (nâu) + H2O
Trờng hợp trong nớc không có oxy hoà tan thì phản ứng tạo kết tủa là Mn(OH)2 có màu trắng
Mn2+ + 2OH → Mn(OH)2 ↓ (màu trắng)
Sau đó khi cho iôt vào thì Mn4+ lại có khả năng oxy hoá I- thành I2 trong môi trờng axit, theo phơng trình phản ứng sau
MnO2 + 2I- + 4H+ → Mn2+ + I2 + 2H2O
Khi đó lợng I2 đợc giải phóng ra tơng đơng với lợng oxy hoà tan có trong nớc và đợc xác định bằng phơng pháp chuẩn độ Iôt với dung dịch Na2S2O3 ( chất chỉ thị màu tinh bột), cho đến khi dung dịch mất màu xanh thì dừng và tính kết quả.
I2 + Na2S2 O3 Na2S4O6 + 2NaI (không màu)
Theo thực nghiệm: Cứ 1ml dung dịch chuẩn = 1mg/l oxy hoà tan.
+ Cách tiến hành
Lấy 300ml mẫu nớc cho vào chai phân tích BOD có V = 300ml. sau đó thên 2ml dung dịch MnSO4 và 2ml KI (I-). Tiến hành đạy nút chai, lật ngợc chai, lắc cho đều 15 lần ( để cho phản ứng xảy ra hoàn toàn). Tiếp tục cho thêm 2ml H2SO4 đậm đặc có nồng độ 36N (cho từ từ theo thành chai), đậy nút, lật ng- ợc nhiều lần để cho hoà tan kết tủa MnO2. Từ dung dịch trên lấy ra 204 ml dung dịch (tơng ứng vơi 200ml mẫu nớc.) cho vào bình tam giác 250ml, nhỏ 2- 3 giọt
Tinh bột
chỉ thị hồ tinh bột, đa chuẩn độ dung dịch nói trên với dung dịch Na2S2O3 cho đến khi dung dịch mất màu xanh, ghi lại số ml đã chuẩn độ của Na2S2O3, tính kết quả.
Kết quả tính theo công thức sau:
DO =( ) 8 1000 2 1 x x V V N x v − (mg/l)
Trong đó: v là số ml của Na2S2O3 đã chuẩn độ N Là nồng độ của dung dịch Na2S2O3
V1 Là thể tích chai chứa mẫu nớc (300 ml hoặc 100 ml)
V2 Là thể tích của MnSO4 (ml) và KI (ml) phụ thuộc vào thể tích chai chứa BOD
8 Là hệ số chuyển đổi kết quả sang mg O2/l
Lu ý: Nếu dùng chai phân tích BOD có dung tích là 100 ml thì khi
cho mẫu nớc đầy chai, thêm 1 ml MnSO4 và 1 ml KI. Còn khi dùng chai có dung tích là 300 ml thì thêm vào 2 ml MnSO4 và 2 ml KI.
- Nh vậy ta có: Với chai 100 ml thì V1 = 100, và V2 = 2 Với chai 300 ml thì V1 = 300, và V2 = 4
- Lợng oxy hoà tan trong nớc tính bằng số ml Na2S2O3, 1 ml dung dịch Na2S2O3 0,025N tơng đơng với 0,2 mg DO.
* Phơng pháp xác định BOD5.
- Do quá trình phân huỷ sinh học kéo dài hơn 20 ngày nên không thể xác định lọng oxy cần thiết để phân huỷ hoàn toàn chất hữu cơ bằng phơng pháp sinh học mà chỉ cần xác định lợng oxy cần thiết trong 5 ngày đầu ở nhiệt độ 200C trong bóng tối (tránh hiện tợng quang hợp ở trong nớc). Chỉ số này đợc gọi là BOD5 hoặc 3 ngày nhiệt độ 300C gọi là BOD3.
BOD5 đây là 1 chỉ số đợc dùng ở hầu hết các nớc trên thế giới.
- Do trong nớc thờng có hàm lợng chất hữu cơ khá lớn, do vậy lợng oxy không đủ đáp ứng cho 5 ngày oxy hoá ở nhiệt độ 200C. Để xác định BOD5 thờng dùng dung dịch pha loãng nớc thải bằng cách bổ xung vào mẫu nớc 1 số chất khoáng và làm bão hoà oxy hoà tan.
- Cho thể tích nớc thải cần kiểm tra xác định BOD5 vào chai phân tích BOD (chai có V = 300 ml) và pha loãng mẫu nớc tới thể tích yêu cầu (lợng dung dịch pha loãng cần dựa theo bảng hớng dẫn tỷ lệ pha loãng) phụ thuộc vào tính chất của các loại nớc thải và chỉ số BOD cụ thể.
Ví dụ: Nếu nớc thải có BOD trong khoảng 1 – 6 mg O2/l thì không cần pha loãng. trớc khi phân tích cần trung hoà da pH của nớc thải về pH = 7.
Sau đó đo nồng độ oxy hoà tan ban đầu của mẫu nớc pha loãng ta có (D1). Đóng kín nút chai rồi da vào ủ ở tủ định ôn có nhiệt độ 200C, thời gian 5 ngày.
Sau 5 ngày ủ đo nồng độ DO của mẫu nớc ta đợc D2 Kết quả tính nh sau:
BOD5 (mgO2/l) =
P D D1 − 2
Trong đó: D1 là nồng độ oxy hoa tan của mẫu nớc thải pha loãng trớc khi ủ
D2 là nồng độ oxy hoà tan của mẫu nớc thải sau 5 ngày ủ ở nhiệt độ 200C P là hệ số pha loãng của nớc thải:
P =
* Lu ý: Trờng hợp trong nớc thải có lợng vi sinh vật phân huỷ chất hữu cơ quá ít, thì phải bổ xung vi sinh vật từ ngoài vào. BOD5 sẽ đợc tính nh sau
BOD5 (mg/l) = ( ) ( ) P F x B B D D1− 2 − 1− 2 Trong đó: D1, D2 nh trên
B1, B2 là nồng độ DO của mẫu nớc có cấy thêm vi sinh vật từ ngoài vào trớc và sau khi ủ
F là tỉ số giữa thể tích dịch bổ xung vi sinh vật trong mẫu nớc và đối chứng
V (của mẫu nước đem phân tích)
F =
* Phơng pháp xác định COD (Chemical Oxygen Demand)
- Chỉ số COD là lợng oxy cần thiết cho quá trình oxy hoá hoá hoc toàn bộ các chất hữu cơ có trong mẫu nớc thành CO2 và H2O (gồm cả các chất hữu cơ hoà tan và không hoà tan). Đơn vị tính mgO2/l.
- COD càng lớn càng khó khăn cho quá trình xử lý nớc.
- Chỉ số này đợc dùng rộng rãi, đặc trng cho hàm lợng chất hữu cơ của nớc thải và sự ô nhiễm của nớc tự nhiên.
+ Để xác định COD ngời ta thờng sử dụng chất oxy hoá mạnh trong môi trờng axit, thờng hay dùng là K2Cr2O7, KMnO4, phản ứng xảy ra nh sau:
Ví dụ:
Chất hữu cơ + K2Cr2O7 + H+ Ag2SO4 CO2 + H2O + 2Ca2+ + 2K+
- Lợng Bicromat d (Cr2O7)2- sẽ đợc chuẩn độ bằng dung dịch muối Mor [Fe(NH4)2(SO4)2] với chất chỉ thị là dung dịch ferroin chuyển từ màu xanh sang màu đỏ nhạt
Cr2O72- + Fe2+ + H+ → Cr3+ + Fe3+ + H2O - Tiến hành tính toán theo công thức sau:
(cần tiến hành nh vậy với mẫu trắng làm đối chứng) COD (mg/l) =
Trong đó:
a : Là số ml dung dịch muối dùng để chuẩn độ mẫu trắng
b: Là số ml dung dịch Mor dùng để chuẩn độ mẫu nớc kiểm tra N: Là nồng độ đơng lợng của dung dịch muối Mor
8000 là hệ số chuyển đổi kết quả sang mg/l.
* Cách tiến hành xác định COD
Để xác định COD ngời ta tiến hành nh sau: Lấy 20ml mẫu nớc thải cho vào ống sinh hàn hồi lu và 0,1gam HgSO4 + 10ml dung dịch K2Cr2O7 (có nồng độ 0,25N) + 30 ml H2SO4 đậm đặc có chứa Ag2SO4, sau đó lắc cho thật đều và đạy kín bình sinh hàn với nút thuỷ tinh nhám. Tiến hành đun mẫu trong khoảng hai giờ ở nhiệt độ 1400C – 1500C. Để nguội, tráng bình bằng nớc cất và pha loãng tới thể tích 150ml. Đa chuẩn độ lợng K2Cr2O7 d
(a – b) x N x 8000 số ml mẫu tự nhiên
bằng dung dịch muối mo với chỉ thị màu là ferroin cho đến khi dung dịch chuyển từ màu xanh sang màu nâu đỏ nhạt thì dừng lại và tính toán kết quả.
PHầN IV
KếT QUả NGHIÊN CứU
Các chỉ tiêu theo nội dung nghiên cứu
1. Đánh giá hiện trạng các công trình xử lý nớc thải
1.1. Đánh giá hiện trạng hệ thống xử lý nớc:
Nớc thải của nhà máy chủ yếu phát sinh trong các hệ thống làm lạnh mỗi chất ở các thiết bị trao đổi nhiệt và nớc thải của quá trình khử tro, thoát xỉ của lò hơi.
Nớc thải của hệ thống làm lạnh đợc đa về nguồn thải chung trong khu sản xuất và đa về kênh 420.
Nớc thải của quá trình khử tro, thoát xỉ của lò hơi, đợc thu gom bằng các mơng thu nớc thải trong khu vực lò hơi dẫn vào bể và các hồ lắng để thu hồi xỉ, tro, tiếp đó đa vào hồ môi trờng nhằm xử lý các chất gây ô nhiễm bằng phơng pháp sinh học và oxy hoá tự nhiên.
Dới đây là sơ đồ thu gom nớc thải sản xuất của công ty hình 4.1
Nước thải khu hoá có NH3 loãng
Bể chứa
Nước thải sinh hoạt
Hệ thống xử lý
khí lòhơi Thoát xỉ
Tưới tiêu nông nghiệp
Bể lắng thu hồi xỉ
Hồ lắng, hồ môi trường
Nước trao đổi nhiệt tua bin máy phát điện( nước
làmlạnh) Nước thải công đoạn
tinh chế khí( nước làm mát)
Kênh 420
nước thải
Hình 4.1: Sơ đồ thu gom nớc thải sản xuất của công ty
a. Hệ thống xử lý nớc thải của xởng Nhiệt:
Nớc thải phân xởng nhiệt phát sinh từ quá trình khử tro, thoát xỉ của lò hơi với lu lợng 350m3/h. Trong đó 300 m3/h đợc tuần hoàn lại hệ thống 50m3/ h đợc thải ra ngoài môi trờng.
Hình 4.2: Sơ đồ công nghệ xử lý nớc thải lò hơi xởng Nhiệt
Nớc ra các thiết bị khử tro chảy về hồ lắng 03 cấp sau đó về hồ môi tr- ờng số 1, 2 cuối hồ 2 công ty đã lắp đặt trạm bơm để sử dụng tuần hoàn nớc
Nước thải khử tro Nước thải thoát xỉ Bể lắng Hồ lắng Hồ môi trư ờng Kênh 420
Bơm tuần hoàn Q=50m3/h
300m3/h tro
Vữa tro Nước xỉ
xỉ
này, trạm này đa vào sử dụng năm 2008. Tuần hoàn lợng nớc khử tro và thoát xỉ.
Nớc thoát xỉ đáy lò đợc hệ thống rãnh thoát chung đa về bể lắng xỉ để thu hồi xỉ, nớc sau khi lắng thu hồi xỉ tại bể lắng xỉ, tiếp tục chảy về hoà chung với nớc ra thiết bị khử tro ở trớc hồ lắng nhiều cấp. Nớc này sử dụng tuần hoàn nồng độ chất rắn lơ lửng có trong nớc thải trớc khi vào hệ thống hồ lắng khoảng 400mg/l, nớc thải sau khi lắng nồng độ chất rắn lơ lửng khoảng 40- 50mg/l, hiệu suất xử lý đạt khoảng 90%.
tuy nhiên trạm bơm trên cha tuần hoàn hết mà vẫn còn d một khoảng 50m3/h, lợng d này qua hồ môi trờng số 3 để oxy hoá tự nhiên, sau đó chảy vào kênh chung và tới trạm bơm nớc thải chung.
Qua kết quả xử lý thực tế nay công ty đã có kế hoạch quy hoạch và kiên cố hoá hệ thống các hồ lắng tro, hồ môi trờng để nâng cao hiệu quả xử lý và mở rộng trạm bơm tuần hoàn để sử dụng tuần hoàn toàn bộ lợng nớc thải của xởng Nhiệt.
Bảng 4.1 Thông số kỹ thuật hệ thống hồ lắng và hồ môi trờng
TT Tên Đơn vị Diện tích Thể tích nớc trong hồ
Thời gian lu của nớc thải (giờ) 1 Hồ môi trờng số 3 m2 3155 6310 18 2 Hồ môi trờng số 2 m2 5066 10132 29 3 Hồ môi trờng 1A m2 2712 5424 15.4 4 Hồ môi trờng 1B m2 1165 2330 6.6 5 Bể lắng 2A m2 1026 2052 5.81 6 Bể lắng 2B m2 1015 2030 5.8 7 Bể lắng 2C m2 633 1266 3.61 8 Bể lắng 1A m2 1982 3964 11.3 9 Bể lắng 1B m2 1286 1929 5.51 Tổng cộng m2 18040 35437 101.03
Tổng cộng thời gian lu nớc trong bể lắng và hồ môi trờng là 101,03 giờ = 4.2 ngày.
b. Hệ thống xử lý nớc thải làm mát thiết bị công đoạn tinh chế khí.
Nớc xử lý, nớc làm mát thiết bị công nghệ tinh chế khí với lu lợng khoảng 3.630m3/h là nớc làm lạnh gián tiếp môi chất bằng các thiết bị ống chùm, nớc chỉ dùng một lần, không bị ô nhiễm phát sinh trong quá trình sản xuất nên không cần xử lý và đa vào đờng thải ngầm chảy thải ra kênh 420.
Hình 4.3: Sơ đồ công nghệ xử lý nớc thải làm mát công đoạn tinh chế khí
c. Hệ thống xử lý nớc thải khu Hoá:
Lợng nớc thải có chứa NH3 khoảng 5- 7m3/h, phát sinh ở công đoạn khử vi lợng, hàm lợng NH3 khoảng 0.5-0.7%. Công ty đã đầu t thi công hệ thống thu gom và bơm đến các thiết bị khử tro lò hơi cùng với nớc thải có chứa NH3/xởng Urê để xử lý. Năm 2008, công ty đã ký hợp đồng với Viện Da Giày Việt Nam để khảo sát nghiên cứu, lập phơng án xử lý nớc thải có chứa NH3. Hiện vẫn đang tiếp tục triển khai.
Công ty đang triển khi thực hiện dự án cải tạo mở rộng sản xuất, trong đó thay thế công nghệ “ Khử vi lợng dung dịch Axetat- NH3- đồng” bằng công nghệ “Mêtan hoá” thân thiện với môi trờng, vì không còn phát sinh nớc thải có chứa NH3.
+ Nớc thải xởng Urê:
Lợng nớc thải chứa Amoniac khoảng 5- 8 m3/h phát sinh trong sản xuất, công ty đã đầu t thi công hệ thống thu gom và bơm đến các thiết bị khử tro lò hơi cùng với nớc thải có chứa NH3/xởng Amoniac để xử lý.
Nớc chứa NH3 của 2 xởng Urê và Amoni đợc thu gom và cấp cho thiết bị khử tro lò hơi xởng Nhiệt có nồng độ NH3~ 10.000 mg/l, sau xử lý ở thiết bị khử tro và hồ môi trờng, nồng độ NH3 100-200mg/l.
+ Hiện nay công ty đã đầu t công nghệ, thiết bị để xử lý bằng phơng pháp chng thu hồi NH3, dự kiến đầu năm 2010 sẽ đa vào vận hành trong sản xuất.
Thiết bị trao đổi nhiệt
Nước sông Thương đã qua xử lý phèn
Môi chất công nghệ
Công đoạn tiếp theo
Đường thải số 10 Chảy về kênh 420
d. Nớc trao đổi nhiệt tua bin máy phát điện
Nớc làm lạnh bình ngng tua bin máy phát điện là tiếp xúc gián tiếp do vậy nớc không bị ô nhiễm quá trình sử dụng, với lu lợng thải ra kênh 420 khoảng 4000m3/h.
e. Nớc thải sinh hoạt của cán bộ công nhân viên.
Nớc thải phát sinh do quá trình sinh hoạt của cán bộ công nhân toàn bộ lợng nớc thải khoảng 2-4m3/h, 50-100m3/ngày đêm. Toàn bộ nớc thải sinh hoạt đợc xử lý sơ bộ qua bể tự hoại 3 ngăn sau đó lợng nớc này đợc thu gom bằng kênh dẫn riêng chảy vào đồng ruộng phục vụ tới tiêu cho nông nghiệp.
1.2 Mô tả công trình xả nớc thải
Mô tả hệ thống công trình xả thải:
Trạm bơm nớc thải của công ty có 04 máy bơm, mỗi bơm có công suất 3000m3/h, đặt cột âm 20m so với mặt đất, cửa xả đợc chia làm 2 đờng có van đóng mở, trong đó 1 đờng cấp lên kênh thuỷ lợi phục vụ sản xuất nông nghiệp, 1 đờng thải ra sông Thơng. Phơng thức xả nớc thải: Xả liên tục 24/24h; 320 ngày/năm. Lu lợng xả nhỏ nhất 400 m3/h vào các mùa vụ nh sau:
- Vụ chiêm xuân từ 1/2 - 31/5 hàng năm - Vụ mùa từ 1/6- 31/10 hàng năm
- Vụ đông từ 1/11- 31/1 hàng năm
Lu lợng xả lớn nhất 7.700m3/h, tơng đơng 184.800m3/ngày đêm, tơng đơng 5.636400m3/tháng.
2. Kết quả phân tích nớc thải trớc khi thải ra sông Thơng
Kết quả khảo sát, lấy mẫu và phân tích do Trung tâm Bảo vệ MT và AT hoá chất - Viện hoá học Công Nghiệp Việt Nam thực hiện vào ngày 04 tháng 12 năm 2009