1.2.2.1. Nguồn phát sinh nước thải luyện cốc
Than của xưởng luyện cốc sau khi luyện ở 1000oC sẽ sinh ra khí lò cốc khô. Lúc này khí lò cốc khô có nhiệt độ khoảng 800oC trong ống tập trung. Khí than sau đó được phun dung dịch NH3 để làm mát đến 85oC rồi đưa sang khu vực chế biến, thu hồi các sản phẩm phụ và làm sạch khí. Tiếp đó, khí cốc khô được dẫn đến tháp làm lạnh sơ bộ để giảm nhiệt về 22oC. Khí làm lạnh được đi vào bộ phận tách dầu tĩnh điện để thu hồi dầu cốc trong khí. Bơm khí đón nhận khí lò cốc sau khi tăng áp sẽ đưa khí lò cốc đến tháp rửa H2S/NH3 và tháp rửa dầu nhẹ để loại H2S, NH3. Trong quá trình này các hợp chất toluen, benzen, xylen cũng được thu hồi trong khí lò cốc và quá trình làm sạch khí lò cốc hoàn thành. Nước thải phát sinh trong công đoạn này được gọi là nước thải luyện cốc hay nước thải sinh hóa. Nước thải này chứa một lượng lớn phenol và CN-. Trong các nhà máy luyện than cốc, nước thải luyện cốc thường được tập trung với các nguồn thải khác trong phân xưởng rồi gom về trạm xử lý nước thải sinh hóa [8].
1.2.2.2. Thành phần nước thải luyện cốc trên thế giới
Quá trình làm sạch khí than cốc phát sinh một lượng lớn nước thải công nghiệp. Theo thống kê, lượng nước thải phát sinh dao động từ 0,3 - 4 m3/tấn than cốc thành phẩm [10], [46], [49]. Nước thải luyện cốc có chứa hàm lượng lớn nhiều thông số hữu cơ và vô cơ như phenol, CN-, amoni, kim loại nặng, PAHs, hydrocarbon, hợp chất dị vòng… [45], [36]. Tuy nhiên, lượng nước phát sinh và thành phần chất ô nhiễm trong loại nước thải này phụ thuộc vào công nghệ sản xuất, nguyên liệu đầu vào, nhiệt độ cacbon hóa cũng như phương pháp thu hồi các sản phẩm phụ được áp dụng trong từng nhà máy [35].
Các thông số ô nhiễm được quan tâm trong loại nước thải này gồm COD, BOD5, CN-, phenol, độ màu, tổng nitơ (tổng N), NH4+-N, dầu mỡ, tổng phốt pho (tổng P). Trong đó các thông số có hàm lượng lớn gồm: COD, BOD5, CN-, phenol, độ màu, tổng nitơ, NH4+-N. Kết quả khảo sát cho thấy thành phần các thông số ô nhiễm trong nước thải luyện cốc ở các nước có sự dao động lớn. Trong đó nước thải luyện cốc ở Đức có mức độ ô nhiễm cao nhất với nồng độ phenol từ 400 - 1200 mg/L. Nồng độ phenol thấp nhất (60 mg/L) được ghi nhận trong nước thải luyện cốc nhà máy Kembla, nước Úc [8].
1.2.2.3. Thành phần nước thải luyện cốc ở Việt Nam
Ở Việt Nam chưa có thống kê hiện trạng ô nhiễm phenol trong dòng thải công nghiệp nói chung và nước thải luyện than cốc nói riêng. Trong báo cáo hiện trạng môi trường quốc gia hằng năm do Bộ Tài nguyên và Môi trường công bố thường chỉ tập trung vào một số các thông số ô nhiễm phổ biến trong môi trường nước như COD, BOD5, NH4+-N, dầu mỡ, tổng phốt pho, độ màu… mà chưa có thống kê mức độ ô nhiễm phenol trong các nguồn nước. Trong các nhà máy luyện than cốc, nước thải luyện cốc thường được thu gom để xử lý riêng hay nhập chung với các nguồn thải khác rồi đi vào hệ thống xử lý nước thải chung của nhà máy. Do đó có rất ít thông tin về thành phần ô nhiễm của loại nước thải này do nó chưa phải là nước thải sau xử lý thải ra môi trường của các nhà máy. Theo kết quả quan trắc môi trường do Trung tâm Quan trắc và Công nghệ Môi trường Thái Nguyên, năm 2010 và Viện Công nghệ Môi trường, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, năm 2004 cho thấy nước thải luyện cốc của Công ty Cổ phần Gang thép Thái Nguyên trước khi vào hệ thống xử lý có rất nhiều thông số có hàm lượng cao như BOD5 (98 - 421 mg/L), COD (625 - 5038 mg/L), CN- (0,058 - 103 mg/L), NH4+-N (936- 2556 mg/L), phenol (889 - 943 mg/L) và dầu mỡ lên tới 0,38 - 260 mg/L [2], [3]. Nước thải mang tính kiềm. Đặc biệt thông số phenol có hàm lượng lớn. Một số các chỉ tiêu khác như S, S2-, tổng P, các kim loại nặng lại khá thấp [8].