CHƯƠNG III. KẾT QUẢ HOÀN THÀNH CÁC CÔNG TRÌNH, BIỆN PHÁP BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG CỦA CƠ SỞ
8. Các nội dung thay đổi so với quyết định phê duyệt kết quả thẩm định báo cáo đánh giá tác động môi trường
8.2. Nội dung đề xuất thay đổi so với ĐTM đã được phê duyệt của cơ sở trong nội
8.2.2. Đánh giá tác động môi trường và biện pháp bảo vệ môi trường cho hoạt động đầu tư bổ sung công đoạn tái chế bụi lò thép, không thay đổi công suất xử lý đã được cấp phép
a. Sự cần thiết đầu tư:
Theo nội dung báo cáo ĐTM đã được phê duyệt tại Quyết định số 552/QĐ-BTNMT ngày 16/3/2015 và Giấy phép xử lý chất thải nguy hại số 1-2-3-4-5-6.019.VX cấp ngày 21/01/2021, bụi lò từ các nhà máy luyện thép (mã số 05 01 01, 05 01 04) được xử lý bằng quy trình hóa rắn. Sản phẩm hóa rắn đạt QCVN 07:2009/BTNMT được sử dụng làm vật liệu xây dựng; sản phẩm không đạt QCVN 07:2009/BTNMT được cô lập tại bể đóng kén.
Nguyên liệu chủ yếu cho các nhà máy luyện thép là sắt, thép phế liệu, cho nên trong bụi thép thành phần chính vẫn là oxit sắt khoảng 30 – 40% khối lượng, ngoài ra còn có chứa hàm lượng Oxit kẽm khá lớn, khoảng 30% khối lượng, cao gấp 4-5 lần so với hàm lượng Oxit kẽm có trong quặng tự nhiên. Trong khi kẽm và các hợp chất của kẽm có tính ứng dụng cao trong rất nhiều lĩnh vực như: Công nghệ cao su, gốm sứ, thức ăn chăn nuôi, mỹ phẩm, dược phẩm....nên việc hóa rắn toàn bộ nguồn nguyên liệu bụi lò là rất lãng phí tài nguyên.
Bởi vậy, Công ty TNHH Hà Lộc đề xuất đầu tư bổ sung công đoạn tái chế bụi lò ở quy trình hóa rắn để nhằm giảm thiểu khối lượng chất thải hóa rắn, đóng kén, từ đó kéo dài tuổi thọ bể đóng kén, tiết kiệm tài nguyên đất cho hoạt động chôn lấp, tiết kiệm tài nguyên khoáng sản khi tận thu được nguồn kim loại từ chất thải.
Công suất bụi lò tối đa xử lý đã được Bộ Tài nguyên và Môi trường cấp phép là 2.800 tấn/năm bằng hình thức hóa rắn. Công ty TNHH Hà Lộc vẫn giữ nguyên công suất, chỉ thay giải pháp xử lý sang tái chế, thu hồi sản phẩm có ích.
Khu vực tái chế bụi lò được đặt trong nhà xưởng đã có, tại khu vực đã được sử dụng làm nơi hóa rắn. Công ty không đầu tư mở rộng nhà xưởng hoặc xây dựng mới.
b. Cơ sở khoa học của công nghệ thu hồi Kẽm và hợp chất từ bụi lò thép:
Hiện nay, mỗi năm Bà Rịa - Vũng Tàu sẽ phát sinh khoảng 100.000 tấn bụi lò luyện thép. Đây sẽ là nguồn chất thải nguy hại có tác động rất lớn đến môi trường nếu không có biện pháp kiểm soát, xử lý chặt chẽ.
Bụi lò luyện thép (các kim loại độc hại như kẽm, chì, crom,… bị cuốn theo khói thải, được thu lại bằng hệ thống xử lý bụi của nhà máy thép) được Bộ Tài nguyên và Môi trường xếp vào danh mục chất thải nguy hại (CTNH). Lượng bụi phát sinh trong quá trình luyện thép phụ thuộc vào công nghệ luyện thép, nhưng thông thường chiếm khoảng 1,5 - 2,5% sản lượng sản phẩm phôi thép. Đây là loại chất thải rất độc hại với con người.
Do nguyên liệu chủ yếu cho các nhà máy luyện thép là sắt, thép phế liệu, cho nên trong bụi thép có chứa hàm lượng Oxit kẽm khá lớn, chiếm hơn 20 - 30% khối lượng, cao gấp 4-5 lần so với hàm lượng Oxit kẽm có trong quặng tự nhiên. Tuy nhiên thành
sản phẩm hoá chất quan trọng được sử dụng trông rất nhiều lĩnh vực như : Công nghệ cao su, gốm sứ, thức ăn chăn nuôi, mỹ phẩm, dược phẩm....Với các ứng dụng rộng rãi của ZnO trong nhiều lĩnh vực cho nên hiện nay toàn thế giới sử dụng hơn 1,2 triệu tấn kẽm oxit một năm, trong đó nước sản xuất và tiêu thụ nhiều nhất là Trung Quốc sau đó là Mỹ, nghành được sử dụng nhiều nhất là cao su . Ở Việt Nam, sản lượng tiêu thụ ZnO hàng năm trên 50 nghìn tấn và tăng theo từng năm .
Xuất phát từ những yêu cầu đó, các nhà nghiên cứu công nghệ trong nước và trên thế giới đã tập trung nghiên cứu để hoàn thiện và tiêu chuẩn hoá các công nghệ cho phù hợp với từng đối tượng trong điều kiện cụ thể như công nghệ theo hai phương pháp thăng hoa oxi hoá (Phương pháp Pháp), hoàn nguyên oxi hoá (Phương pháp Mỹ) hay phương pháp thuỷ luyện truyền thống với việc sử dụng các axit vô cơ cũng như xác lập những hướng công nghệ thuỷ luyện sử dụng hệ tác nhân hoà tách mới, cụ thể như sau:
❖ Phương pháp thăng hoa oxy hóa:
Phương pháp thăng hoa ôxy hoá (thường được gọi là phương pháp Pháp- French Process) là công nghệ đã được nghiên cứu và ứng dụng trong sản xuất công nghiệp từ lâu, đây có thể coi là quá trình cháy ôxy hoá không có xúc tác của hơi kẽm kim loại. Một lượng lớn ZnO tiêu thụ trên thế giới hiện vẫn đang được sản xuất theo phương pháp này, đặc biệt là các sản phẩm có chất lượng cao, đòi hỏi các thông số vật lý, hoá học đặc biệt (như trong công nghệ sơn, chất dẻo, dược liệu, các lớp phủ chống tia UV...).
Quá trình sản xuất theo phương pháp thăng hoa oxy hóa có thể được mô tả theo các phương trình phản ứng sau:
Zn(rắn) → Zn(lỏng)
Zn(lỏng) → Zn (hơi)
2Zn(hơi) + O2 → → 2ZnO(rắn)
Đây là phương pháp sản xuất ZnO với chất lượng cao, hệ thống thiết bị đơn giản và đầu tư thấp. Tuy nhiên do phải sử dụng nguyên liệu là Zn kim loại có chất lượng cao nên giá thành rất cao, chính vì vậy sản phẩm của quá trình này chỉ thích hợp cho các công nghệ đòi hỏi chất lượng ZnO rất cao như công nghệ dược phẩm, mỹ phẩm, sơn và các chất bao phủ bề mặt.
❖ Phương pháp hoàn nguyên oxy hóa:
Phương pháp công nghệ này được áp dụng cho các loại quặng kẽm hay các dạng phế liệu chứa kẽm có thành phần phức tạp, hàm lượng kẽm thấp. Theo công nghệ này, nguyên liệu kẽm dưới dạng oxit hay dạng khác được trộn với tác nhân hoàn nguyên như than cốc ... rồi được hoàn nguyên trong lò quay hay lò phản xạ thành hơi kẽm kim loại. Sau đó hơi kẽm kim loại được oxi hoá trong buồng đốt chuyển thành kẽm oxit
Các phản ứng hoá học chính của quá trình sản xuất ZnO theo phương pháp này có thể biểu diễn bằng các phương trình phản ứng sau:
Sản phẩm thu được thường có chất lượng không cao, tuỳ thuộc vào dạng nguyên liệu là quặng, phế liệu công nghiệp mà ta có thể thu được sản sản phẩm với hàm lượng ZnO từ 70 - 99%. Vì vậy, sản phẩm của công nghệ này có thể được dụng làm nguyên liệu để sản xuất kẽm kim loại hay dùng cho ngành gốm sứ, ngành cao su có yêu cầu thấp .quy trình này tốn rất nhiều nhiên liệu đốt là than trung bình 1,1 tấn than cho 1 tấn sản phẩm đầu vào nên tính kinh tế không cao, và dễ gây ô nhiễm môi trường .
❖ Phương pháp Thủy luyện bằng axit vô cơ:
Quặng kẽm hoặc các nguồn chứa kẽm được hoà tách bằng dung dịch axit (HCl, H2SO4, HNO3). Dung dịch hoà tách sau quá trình loại bỏ các tạp chất bằng các phương pháp tinh chế thích hợp sẽ cho ta dung dịch muối kẽm sạch.
Quy trình tái chế bụi lò ở quy mô nhỏ nên sử dụng phương pháp thủy phân, sản phẩm Kẽm thu được dưới dạng Kẽm sunfat(ZnSO4.7H2O) 98 - 99%. Bùn thải của quá trình này chủ yếu là oxit sắt, được sử dụng trong việc cung cấp nguyên liệu cho sản xuất xi măng, hoặc phối trộn với một số dung môi để đúc gang, thép, bông thủy tinh, bột mầu,...
Cơ sở của phương pháp là dùng Axit Sunfuric H2SO4 để hòa tách Kẽm có trong bụi lò. Trong quá trình này ngoài Kẽm còn có một số oxit kim loại khác tan theo như Đồng, Nicken, Cadimi,...còn Sắt Oxit không tan trong quá trình này vì nó đã bị thụ động hóa bởi nhiệt độ trong quá trình luyện thép.
Quá trình phản ứng xảy ra như sau:
+ H2SO4 + ZnO = ZnSO4 + H2O (1) + H2SO4 + CuO = CuSO4 + H2O (2) + H2SO4 + NiO = NiSO4 + H2O (3) + H2SO4 + CdO = CdSO4 + H2O (4)
Để loại sạch tạp chất khỏi dung dịch sử dụng bột Kẽm. Quá trình xảy ra như sau:
+ CuSO4 + Zn = Cu + ZnSO4 (5) + NiSO4 + Zn = Ni + ZnSO4 (6) + CdSO4 + Zn = Cd + ZnSO4 (7)
Tỷ lệ thực thu đạt 85% đối với các kim loại màu đi kèm như chì, Cu, Ni, Cd. Đào thải sau quá trình thuỷ luyện được đóng bánh (sấy khô), chỉ chiếm 10% thể tích và 40% khối lượng.
c. Quy trình xử lý, tái chế bụi lò thép bằng phương pháp thủy luyện:
Từ những phân tích về ưu nhược điểm của các phương pháp tái chế bụi lò thép đã trình bày bên trên, Công ty TNHH Hà Lộc quyết định lựa chọn công nghệ tái chế bụi lò thép bằng phương pháp thủy luyện.
Quy trình công nghệ tái chế bụi lò thép bằng phương pháp thủy luyện được trình bày tại hình 3.12 như sau:
Hình 3.12. Quy trình công nghệ tái chế bụi lò thép bằng phương pháp thủy luyện Bụi lò được đựng trong các bao jumbo (1 tấn) được chuyển từ các nhà máy về kho công ty TNHH Hà Lộc bằng xe vận chuyển chuyên dụng, được hệ thống cẩu trục xếp vào kho chứa. Bụi lò được đưa vào bể phản ứng bằng hệ thống cần trục, được hoà tách bằng dung dịch axit (HCl, H2SO4, HNO3). Mỗi bể phản ứng có thể tích khoảng 30m3, có hệ thống nắp đậy và hệ thống thu khí.
Dung dịch hoà tách sau quá trình loại bỏ các tạp chất bằng axit sẽ cho ta dung dịch muối kẽm sạch.
Sau khi quá trình phản ứng kết thúc, thu được dung dịch chứa kẽm, một số thành phần khác và thành phần không tan (chủ yếu là bột sắt oxit). Dung dịch huyền phù này được bơm qua hệ thống lọc. Dung dịch lọc thu được có thành phần chính là Kẽm Sunfat, được dẫn vào bể chứa. Sau đó được bơm vào hệ thống xử lý tạp chất thu được dung dịch Kẽm Sufat sạch. Dung dịch này được đưa đến hệ thống đun cô sấy để kết tinh Kẽm Sunfat, hoặc đưa vào bể điện phân để thu được kẽm kim loại.
Bùn sau khi lọc có thành phần chủ yếu là Oxit sắt. Cho bùn vào hệ thống khuấy với nước trắng để rửa sạch bùn. Tiếp tục qua hệ thống lọc, nước lọc được đưa vào bể chứa để chuẩn bị cho quá trình tái chế bụi lò tiếp theo. Còn bùn oxit sắt thì được chứa vào kho chứa để hóa rắn, hoặc được chuyển giao cho cơ sở sản xuất khác có nhu cầu.
d. Danh mục thiết bị của hệ thống tái chế bụi lò thép:
Bùn
Lọc Rửa
Bã
Sản phẩm Sấy Lọc ép Tủa kẽm Dung dịch
Bột hỗn hợp
kim loại
Hóa rắn hoặc chuyển giao theo quy định
Lọc
Dung dịch Nước
2 Bồn 30 m3. 03 Hòa tan bụi thép và axit
3 Máy ép khung bản 04 Ép tách nước và bụi thép.
4 Máy nén khí 22kw, 37kw, bình
hơi. 02 Hỗ trợ máy ép khung bản
5 Bồn làm lạnh 03 Làm lạnh tạo ra sản phẩm
6 Máy lạnh 03 Làm lạnh cho 3 bồn lạnh
7 Máy vắt ly tâm 01 Vắt khô và tách nước khỏi
kẽm sunfat
e. Tác động môi trường khi đầu tư bổ sung công đoạn tái chế bụi lò thép:
Như đã trình bày, việc đầu tư bổ sung công đoạn tái chế bụi lò thép không làm thay đổi quy mô công suất xử lý chất thải đưa vào hệ thống hóa rắn nói riêng và của cơ sở nói chung so với nội dung Giấy phép xử lý chất thải nguy hại đã được cấp, mã số QLCTNH: 1-2-3-4-5-6.019.VX cấp ngày 21/01/2021.
Tác động tới môi trường do hoạt động đầu tư công đoạn tái chế bụ lò thép được đánh giá như sau:
- Đối với nước thải:
Toàn bộ nước sử dụng tại các bể lọc ép được tuần hoàn liên tục để tận thu tối đa nguồn kim loại trong bụi lò.
Định kỳ, khi cần thay rửa nước trong bể, thì lượng nước phát sinh khoảng 3m3/ngày.
Trong khi tại Nhà máy có 01 hệ thống xử lý nước thải tập trung với công suất 5m3/h (tối đa 120m3/ngày), nhưng hiện nay mới chỉ hoạt động với lưu lượng khoảng 80m3/ngày. Như vậy, hệ thống xử lý nước thải tại Nhà máy đang hoạt động dư năng lực đến 40m3/ngày, đảm bảo khả năng xử lý cho nguồn nước thải từ công đoạn tái chế bụi lò. Như vậy, việc đầu tư thêm công đoạn tái chế bụi lò không làm gia tăng tác động đến hệ thống xử lý nước thải của Nhà máy.
Nước thải sau xử lý của hệ thống xử lý nước thải tập trung của Nhà máy được tuần hoàn 100% cho các hoạt động sản xuất trong khuôn viên Nhà máy. Mặt khác, để đảm bảo an toàn môi trường, cũng như chuẩn bị cho các kế hoạch bảo dưỡng lớn của Nhà máy, Công ty TNHH Hà Lộc cũng đã ký hợp đồng xử lý nước thải với Công ty TNHH Quý Tiến – đơn vị đầu tư, vận hành hệ thống xử lý nước thải tập trung của Khu xử lý chất thải Tóc Tiên. Nước thải tại Nhà máy không xả thải trực tiếp vào môi trường. Do đó, tác động tới môi trường do nước thải từ công đoạn tái chế bụi lò thép được kiểm soát và không đáng kể.
- Đối với khí thải:
Các bồn bể phản ứng cũng được bao kín, toàn bộ công đoạn tái chế bụi lò được bố trí trong nhà xưởng có mái che, tường bao kín, nên tác động tới môi trường không khí xung quanh là không đáng kể.
Tuy nhiên, để đảm bảo chất lượng môi trường không khí làm việc bên trong nhà xưởng do hơi axit từ các bể phản ứng, Công ty sẽ đầu tư một hệ thống xử lý khí thải hấp thụ hơi axit.
Thay đổi giải pháp từ hóa rắn, đóng kén 100% bụi lò sang thu hồi, tái chế sẽ làm giảm khoảng 50% khối lượng chất thải hóa rắn, tương ứng là tỷ lệ kim loại được thu hồi. Giảm thiểu chất thải chôn lấp (đóng kén), tận thu khoáng sản là mục tiêu được khuyến khích thực hiện theo quy định pháp luật vệ bảo vệ môi trường và các chính sách của Đảng và Nhà nước trong bối cảnh nguồn tài nguyên thiên nhiên đang cạn kiệt, quỹ đất phục vụ chôn lấp chất thải thiếu hụt.
Ngoài ra, việc thay đổi bổ sung thêm công đoạn tái chế bụi lò thép trong quy trình hóa rắn mang lại giá trị lớn về hiệu quả xử lý và đầu tư của Nhà máy, nhưng không làm thay đổi quy mô, công suất tổng thể của nhà máy cụ thể:
+ Đầu tư bổ sung công đoạn tái chế bụi lò nhưng không làm thay đổi quy mô công suất xử lý đã được cấp phép của Nhà máy (25.000 tấn/năm), không làm thay đổi quy mô công suất xử lý bụi lò theo giấy phép xử lý chất thải nguy hại đã được cấp (10.800 tấn/năm);
+ Sự thay đổi bổ sung này không thuộc đối tượng thay đổi công nghệ chính của nhà máy (lò đốt chất thải, tái chế dầu, xử lý nước nhiễm dầu, hóa rắn, đóng kén, xử lý bóng đèn huỳnh quang); Sự đầu tư bổ sung nhằm tối ưu hóa quy trình xử lý bụi lò hiện hữu, như một biện pháp gia tăng bảo vệ môi trường tại cơ sở.
+ Hạng mục nằm trong nhà xưởng đã có sẵn, không làm tăng quy mô, hoặc không xây dựng thêm các hạng mục hạ tầng kỹ thuật hiện có; Không làm thay đổi quy mô diện tích của Nhà máy hiện hữu.
+ Các hệ thống xử lý chất thải hiện có của Nhà máy đáp ứng được yêu cầu xử lý các chất thải phát sinh từ quá trình tái chế bụi lò, thu hồi kim loại sắt, kẽm, không phải đầu tư nâng cấp công trình xử lý chất thải hiện có;
+ Nước thải phát sinh được từ công đoạn tái chế bụi lò không làm gia tăng công suất xử lý của hệ thống xử lý nước thải hiện hữu. Nước thải sau xử lý của hệ thống xử lý nước thải của Nhà máy được tuần hoàn hoặc đấu nối về hệ thống xử lý nước thải tập trung của Khu xử lý chất thải Tóc Tiên, không xả thải trực tiếp vào môi trường.
+ Giải pháp thu hồi, tái chế bụi lò sẽ làm giảm nguy cơ gây ô nhiễm môi trường hơn so với giải pháp hóa rắn, đồng thời tạo ra giá trị kinh tế cho chất thải.
f. Hệ thống xử lý hơi axit công đoạn tái chế bụi lò thép - Số lượng hệ thống xử lý khí thải hơi axit: 01 hệ thống.
- Lưu lượng khí thải: 6.000 m3/giờ.
- Quy chuẩn áp dụng: QCVN 19:2009/BTNMT, cột B, Kp=1,0, Kv=1,0.
- Quy trình công nghệ:
Để giảm thiểu tác động do hơi axit tại bể phản ứng, hệ thống tái chế bụi lò thép được đặt trong nhà xưởng bao kín, kết hợp là hệ thống thu gom khí thải bằng các chụp hút khí về hệ thống xử lý khí thải hơi axit bằng tháp hấp thụ với quy trình như sau:
Hình 3.13. Quy trình công nghệ xử lý khí thải hơi axit
Khi dòng khí thải từ bên ngoài vào trong tháp hấp thụ, hệ thống phun sương phân phối dung dịch trung hòa axit phun ra những hạt nước li ti làm tăng diện tích tiếp xúc giữa khí thải và dung dịch NaOH. Trong tháp rửa khí bố trí lớp vật liệu đệm để tăng tiếp xúc giữa khí thải và dung dịch NaOH để tăng hiệu quả xử lý.
Phản ứng trung hòa diễn ra như sau:
NaOH + HCl → NaCl + H2O 2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O
Dòng khí thải đi từ dưới lên, qua lớp vật liệu đệm, tiếp xúc với dung dịch trung hòa NaOH sẽ trung hòa hết axit. Do vậy, kết thúc quá trình xử lý, khí thải sau xử lý đáp ứng QCVN 19:2009/BTNMT, cột B, không phát tán mùi khó chịu cho khu vực xung quanh. Khí thải sau xử lý thoát vào môi trường xung quanh qua ống khói bằng SUS 304, cao hơn mái nhà xưởng 2m.
Dung dịch hấp thụ trung hòa axit được tuần hoàn trong hệ thống xử lý khí thải, nước cấp và hóa chất được bổ sung vào hệ thống bồn dung dịch xử lý. Định kỳ lượng nước từ bồn dung dịch được thải bỏ bằng cách đưa về hệ thống xử lý nước thải tập trung của cơ sở để xử lý.
➔ Kết luận, kiến nghị
Từ những phân tích bên trên, hoạt động đầu tư thiết bị lò đốt mới FBE-1500 công suất 1.500 kg/giờ thay thế 02 lò đốt hiện hữu (01 lò 1.000kg/giờ, 01 lò 500kg/giờ) và đầu tư bổ sung công đoạn tái chế bụi lò như đã trình không làm thay đổi quy mô, công suất, không làm gia tăng tác động xấu tới môi trường so với nội dung báo cáo ĐTM đã được phê duyệt và Giấy phép xử lý chất thải nguy hại đã được cấp của Nhà máy; không làm phát sinh chất thải vượt quá khả năng xử lý chất thải của các công trình bảo vệ môi trường so với phương án trong quyết định phê duyệt báo cáo ĐTM; không làm thay đổi công nghệ xử lý chất thải của dự án có khả năng tác động xấu đến môi trường so
Tháp hấp thụ
Ống thải khí
Môi trường xung quanh
QCVN 19:2009/BTNMT, cột B Bồn chứa dung
dịch NaOH
HTXLNT tập trung của Cơ sở DD bão hòa
Quạt hút