c) Chất thải rắn
13.2 Đối với ngành đỳc kim loại
a) Bụi, khớ thải, nhiệt và tiếng ồn
Nguồn phỏt sinh
- Tiếng ồn: phỏt sinh từ quỏ trỡnh nấu luyện, mỏy nộn khớ, ộp khuụn, thiết bị làm sạch và gia cụng cơ khớ. Đõy là những nguồn gõy ồn cú cường độ tương đối lớn. Thời gian kộo dài suốt quỏ trỡnh nờn mức độ ảnh hưởng lớn và ảnh hưởng đến sức khỏe của cụng nhõn lao động. Ngồi ra, tiếng ồn cũn phỏt sinh từ cụng đoạn phối liệu. Tuy nhiờn nguồn gõy ồn này khụng liờn tục, chỉ tồn tại trong thời gian ngắn nờn tỏc động khụng đỏng kể. Mức độ ồn đo được từ 82dB (A) đến 116 dB (A). Ồn và rung thường đi kốm với nhau và gõy tỏc động trực tiếp đến cụng nhõn tiếp xỳc. - Nhiệt: phỏt sinh từ cụng đoạn nấu, rút, đỳc, tụi/luyện và nhiệt luyện.
- Bụi và khúi kim loại thải ra mụi trường trong quỏ trỡnh nạp liệu vào lũ và quỏ trỡnh làm sạch vật đỳc. Cỏc hạt bụi silic đỏnh búng, mài hoặc làm khuụn, ruột, dỡ và làm sạch vật đỳc, tỏi sinh cỏt và chuẩn bị cỏt.
- Khớ thải
+ VOCs: cỏc hợp chất hữu cơ dễ bay hơi bao gồm một số cỏc Hydrocacbon đĩ bị oxi húa một phần và một số hydrocarbon thơm đa vũng (PAHs) được phỏt hiện làm khuụn, đỳc, làm nguội và dỡ vật đỳc.
+ Dioxin, Furan (PCDD/PCDF) và cỏc hợp chất muối hữu cơ bền vững: PCDD/PCDF hỡnh thành trong hầu hết cỏc quỏ trỡnh chỏy thụng qua cơ chế tổng hợp de novo bởi sự chỏy của cỏc chất phi Clo hữu cơ như: nhựa, than đỏ
và hạt cacbon với sự cú mặt tỡnh cờ của Clo. Những hợp chất này cú chứa trong phế liệu với hàm lượng thấp, dạng vết hoặc trong nguyờn liệu thụ như khi phun cỏcbon.
+ Chỡ, kẽm, cadimi và cỏc kim loại nặng khỏc: cỏc kim loại khi phõn tớch bụi từ hệ thống lọc bụi của cỏc cơ sở sản xuất đỳc.
+ Cỏc loại khớ khỏc: CO, SO2, NO, hợp chất Clorit, Florit, H2S, CH4, N, Formaldehyde…cũng được phỏt hiện trong mụi trường làm việc.
Biện phỏp quản lý, kiểm soỏt nguyờn liệu
- Phõn ụ hoặc sử dụng cỏc thựng chứa để phõn biệt và lưu trữ riờng cỏc loại kim loại khỏc nhau theo bản chất, tỷ trọng. Áp dụng nguyờn tắc FIFO (liệu vào trước sử dụng trước).
- Sử dụng mỏy ộp phế để tăng tỷ trọng phế liệu gang, thộp trước khi nạp lũ.
- Kho/bĩi chứa phế liệu gang, thộp cần được bờtụng húa nhằm hạn chế đất cỏt vào trong mẻ liệu của lũ. Nếu là bĩi khụng cú mỏi che cần cú rĩnh thoỏt nước thấm tràn, hố tụ nước tỏch riờng trỏnh ụ nhiễm nguồn nước mặt.
- Trong điều kiện khớ hậu của Việt Nam nờn cú mỏi che cho khu chứa nguyờn liệu (kim loại, trợ dung phụ gia, ferụ, vật liệu làm khuụn, ruột và đặc biệt là vật liệu chịu lửa).
- Kớch thước liệu khụng được phộp lớn hơn 1/3 đường kớnh lũ. - Tũn thủ đỳng quy trỡnh nạp liệu (kim loại, nhiờn liệu, trợ dung...). - Sửa chữa và bảo dưỡng lớp lút lũ sau mỗi lần nấu.
- Đo và duy trỡ nhiệt độ thỏo gang lỏng phự hợp với mỏc gang yờu cầu.
- Thành phần và kớch thước của than cốc ảnh hưởng đến hiệu suất hoạt động của lũ nấu (nhiệt độ bắt chỏy của cacbon). Kớch thước than nhỏ làm tăng trở lực giú, gõy bớ lũ. Kớch thước than cốc lý tưởng từ 50 - 80mm. Thành phần của than cốc được thể hiện trong bảng sau:
Biện phỏp lắp Tuye giú thứ cấp
- Hiệu suất nhiệt của lũ đứng cú thể được cải thiện nhờ lắp thờm dĩy tuye giú thứ cấp. Giải phỏp này cung cấp oxy dư để đốt tiếp khớ CO cú trong lũ, cải thiện hiệu quả sử dụng nhiệt của lũ.
- So với lũ thụng thường (cú một hàng tuye giú), lũ cú hai dĩy tuye giú đem lại những lợi ớch sau:
+ Nhiệt độ của kim loại ra lũ cú thể tăng từ 45 - 50oC với cựng lượng cốc đưa
vào.
+ Tiờu thụ cốc giảm 20 - 32% và hiệu quả nấu chảy tăng 11 - 23%. + Mỗi dĩy tuye cần được cấp giú với hệ thống cấp giú riờng biệt. Biện phỏp làm giàu oxy trong giú cấp vào lũ
- Hiệu suất nhiệt của lũ cấp giú lạnh cú thể được cải thiện nhờ giú giàu oxy. So sỏnh với lũ đứng thổi giú lạnh thụng thường, việc sử dụng giú giàu oxy đem lại lợi ớch tăng năng suất lũ, giảm tiờu hao than cốc.
- Làm giàu oxy trong giú cú thể thực hiện bằng phương thức sau: + Làm giàu trực tiếp trờn đưuờng giú cấp: oxy được cấp vào đường. + Bơm oxy qua lỗ khoan trờn thõn lũ.
+ Bơm Oxy tại cỏc cửa giú: Oxy được đưa vào lũ qua cỏc vũi phun đặt trong mỗi tuye giú. Phương phỏp này được ứng dụng nhiều với lũ sử dụng giú núng.
+ Hiệu quả làm giàu oxy trong lũ được thể hiện trong bảng sau:
Biện phỏp cải tiến lũ
- Tăng chiều cao của lũ đứng.
- Hiệu suất nhiệt của lũ đứng cấp giú lạnh (CBC) cú thể được cải tiến nhờ tăng chiều cao lũ. Lũ càng cao, khớ lũ tiếp xỳc với nguyờn liệu càng lõu và nhiệt được truyền sang nguyờn liệu càng nhiều. Việc tăng thể tớch khu vực phớa trờn 2 lần giỳp giảm tiờu thụ cốc. Chiều cao của lũ khụng quỏ 5 lần đường kớnh lũ (khu vực tuye giú). Chiều cao của lũ và suất tiờu thụ than được thể hiện trong bảng sau:
+ Nhiệt độ khớ thải ra khỏi lũ đứng dao động từ 500 – 800 C tựy thuộc lượng than trong phối liệu, tỷ lệ H/D của lũ (chiều cao/đường kớnh lũ). Cú thể lắp bộ tro đổi nhiệt + tuần hồn khớ thải cấp vào lũ giú núng để tận dụng nhiệt thải. + Khớ thải cần được tuần hồn để tận dụng nhiệt ẩn bằng cỏch đốt tiếp CO trong
- Đối với lũ điện (lũ cảm ứng, lũ hồ quang):
Tận dụng nhiệt thải để gia nhiệt phế liệu trước khi nạp lũ bằng cỏch nạp liệu liờn tục và ngược chiều với dũng thải khớ (lũ cảm ứng) hoặc dẫn khớ thải gia nhiệt thộp phế trước khi nạp lũ (lũ hồ quang cú lỗ hỳt thứ 4 trờn núc lũ).
Biện phỏp ngăn ngừa hỡnh thành Dioxin/Furan
Khớ thải phỏt sinh từ quỏ trỡnh nấu luyện ở lũ cảm ứng và lũ điện hồ quang thường chứa nhiều loại khớ độc hại, trong đú phải kể đến Dioxin và Furan (PCDD/PCDF). Ở cỏc nước cụng nghiệp phỏt triển thường ỏp dụng cỏc biện phỏp sau để giảm phỏt thải (PCDD/PCDF):
- Loại trừ đến mức tối đa những loại vật chất cú tiềm năng gõy ụ nhiễm lớn như: nhựa, sơn, dầu, mỡ, linh kiện điện tử/tụ điện.
- Cố gắng loại bỏ những kim loại mầu trong thộp phế vỡ chỳng là những chất xỳc tỏc thỳc đẩy việc tạo thành Dioxin/Furan.
- Sơ chế thộp phế để tăng tỷ trọng đống, giảm số lần mở nắp lũ nạp liệu gõy tổn thất năng lượng và phỏt thải khớ, bụi ra mụi trường quanh lũ và tồn bộ nhà xưởng. - Bĩi chứa thộp phế cần được bờtụng hoỏ trỏnh đất cỏt lẫn vào lũ làm tăng phụ gia
tạo xỉ, tăng lượng xỉ và tiờu hao điện nhiều hơn.
- Lượng dự trữ thộp phế khụng nờn quỏ 45-50 ngày vỡ thộp phế để ngồi trời với thời tiết núng, ẩm, mưa, nắng... sẽ thỳc đẩy quỏ trỡnh tạo gỉ (bị ụxy húa gõy tổn thất về trọng lượng và tiờu tốn năng lượng, chất phụ gia).
- Nờn tỡm mọi cỏch cụ lập/ bịt kớn cỏc nguồn phỏt tỏn bụi để dễ hỳt và xử lý (EAF&LF). Đa số cỏc lũ điện hồ quang EAF của Việt Nam thường ỏp dụng kỹ thuật hỳt kiểu “Chuồng chú/ Doghouse” kết hợp với chụp hỳt trờn cao/Canopy trong khi ở Chõu Âu, chỉ cú 2% số nhà mỏy ỏp dụng kỹ thuật này (kốm theo bịt kớn nhà xưởng và hệ thống xử lý khớ hồn hảo).
- Cần kiểm tra năng lực hỳt của chụp hỳt trờn cao/Canopy nhằm đảm bảo khả năng hỳt hết lượng khớ thải cụng nghệ và lượng khớ xõm nhập vào nhà xưởng. Nếu chụp hỳt làm việc tốt sẽ cải thiện điều kiện làm việc của cụng nhõn và giảm phải bụi ra mụi trường ngồi nhà xưởng;.
- Với những lũ thu khớ thải EAF từ lỗ thứ 4 trờn núc lũ (hoặc hỳt trực tiếp từ lỗ trờn tường lũ, nơi tiếp giỏp với đỉnh) cú thể xem xột việc lắp đặt buồng đốt phụ ngồi lũ nếu khụng gian cho phộp vỡ nhiệt độ khớ thải hỳt trực tiếp từ lũ > 800oC, duy trỡ ở nhiệt độ này khoảng 2 giõy (cú thể phải phun thờm 1 lượng nhỏ nhiờn liệu), sau đú làm nguội nhanh (trong vũng 2 giõy) xuống < 200oC để phõn hủy PCDD/F; - Với những lũ EAF hỳt khớ thải giỏn tiếp (kiểu Chuồng chú/Doghouse) kết hợp với
chụp hỳt trờn cao/Canopy, việc lắp thờm buồng đốt phụ khụng khả thi vỡ nhiệt độ khớ thải thấp (khoảng <200oC), sẽ tiờu tốn một lượng lớn nhiờn liệu để nõng nhiệt > 800oC nhằm phõn hủy PCDD/F;
- Giải phỏp lắp đặt hệ thống phun cacbon hoạt tớnh trước bộ lọc tỳi vải cho cỏc loại lũ EAF là cần thiết để thu giữ PCDD/F hấp phụ trờn bề mặt cỏc hạt cacbon, giảm phỏt thải PCDD/F ra mụi trường.
Áp dụng kỹ thuật tiờn tiến
- Ứng dụng cụng nghệ CAD/CAM trong việc thiết kế khuụn, mẫu, tớnh toỏn hệ thống đậu ngút, rút, giảm lượng dư gia cụng, đảm bảo kớch thước hỡnh học cho cỏc vật đỳc phức tạp;
- Sử dụng cỏc mỏy làm khuụn và ruột/thao hiện đại: Cỏc mỏy làm khuụn và ruột/thao hiện đại cú phần mềm lưu trữ cỏc thụng số và chương trỡnh cài đặt cho cỏc sản phẩm khỏc nhau. Do đú, khi thay đổi sản phẩm, sẽ giảm thiểu được thời gian và số lần chạy thử nghiệm, giảm được lượng vật liệu làm khuụn, ruột và tiết kiệm năng lượng.
- Kiểm soỏt tồn bộ quỏ trỡnh từ khõu chuẩn bị nguyờn - nhiờn liệu đến làm khuụn, ruột, nấu luyện, đỳc rút, xử lý nhiệt và xử lý chất thải (khớ, rắn, lỏng) trước khi thải ra mụi trường, Làm tốt cỏc bước cụng việc này sẽ đảm bảo được năng xuất, chất lượng, giảm tỷ lệ sai hỏng, hạ giỏ thành, tăng sức cạnh tranh cho sản phẩm. Giải phỏp giảm chất kết dớnh đỳc với khuụn cỏt:
- Thực hiện lưu kho chất kết dớnh phự hợp với yờu cầu của nhà sản xuất. - Sử dụng cỏt cú chất lượng phự hợp với loại chất kết dớnh.
- Quản lý tốt việc lưu trữ cỏt và kiểm tra cỏt (độ sạch, kớch thước hạt, hỡnh dạng, độ ẩm) là nhõn tố quan trọng. Sử dụng cỏt cú tỷ lệ cỏt mịn thấp và tận dụng cỏt tuần hồn cũng sẽ giảm thiểu lượng chất kết dớnh cần sử dụng.
- Kiểm tra, giỏm sỏt lượng chất kết dớnh trong cỏt thu hồi để lượng chất kết dớnh cần bổ sung.
- Làm mỏt cỏt thu hồi trước khi sử dụng để giảm chất kết dớnh bị chỏy.
- Nhiệt độ của cỏt phải được duy trỡ trong một dải hẹp, cựng với việc thường xuyờn kiểm tra và điều chỉnh lượng chất làm cứng thờm vào. Đặt mỏy sấy cỏt ngay trước mỏy trộn cỏt giỳp kiểm soỏt nhiệt độ chặt chẽ hơn.
- Bảo dưỡng và vệ sinh mỏy trộn; tối ưu húa hiệu suất mỏy trộn nhờ giỏm sỏt và điều khiển quỏ trỡnh vận hành mỏy.
- Chất lượng khuụn: kiểm tra, giải quyết và ngăn ngừa khuyết tật khuụn.
- Lợi ớch mụi trường: Hợp chất hữu cơ dễ bay hơi chiếm tới 50 - 60% trọng lượng chất kết dớnh. Phần lớn cỏc chất hữu cơ dễ bay hơi này sử dụng trong quỏ trỡnh trộn cỏt và rút kim loại. Do đú, giảm sử dụng chất kết dớnh tương ứng giảm phỏt thải cỏc chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC).
- Biện phỏp thay thế keo gốc rượu bằng gốc nước: Một số lợi thế của gốc nước so với keo gốc rượu: + An tồn (khụng cú nguy cơ chỏy nổ).
+ Ít ảnh hưởng tới sức khoẻ của cụng nhõn (do ớt tiếp xỳc với dung mụi hữu cơ). + Giảm chi phớ thuốc thử (nước thay vỡ rượu).
+ Cho bề mặt vật đỳc tốt hơn. + Giảm thời gian phỏ khuụn.
Tuy nhiờn, khi thay thế keo phủ gốc rượu bằng keo phủ gốc nước, cần chỳ ý đến một số khú khăn sau:
+ Cần thời gian và khụng gian lớn hơn.
+ Tuổi thọ của lớp phủ khuụn ngắn hơn (1 - 2 tuần) và phỏt thải mựi.
- Cỏc phương phỏp làm khụ cú thể ỏp dụng: sử dụng khụng khớ cưỡng bức, súng ngắn, súng hồng ngoại và sấy.
- Giảm lượng cỏt sử dụng:
Tỷ lệ cỏt/kim loại cú thể giảm bằng cỏch:
+ Sử dụng nhiều hũm khuụn cú kớch thước khỏc nhau để phự hợp với từng sản phẩm đỳc.
+ Chỉ sử dụng cỏt mới tại phần tiếp xỳc bề mặt kim loại. Cỏt thu hồi, cỏt chất lượng thấp sử dụng ở cỏc phần cũn lại.
+ Giảm thiểu thất thoỏt cỏt trong quỏ trỡnh vận chuyển. + Tối ưu húa hệ thống trộn cỏt.
+ Tỏi sử dụng cỏt. Biện phỏp làm sạch
- Làm sạch nhờ hiệu ứng kết hợp giữa cơ chế điện và thủy lực:
+ Hiệu ứng này được ỏp dụng để làm sạch vật đỳc và cú thể giảm bụi và giảm điện năng tiờu thụ so với làm sạch bằng phương phỏp phun bi.
+ Theo đú, vật đỳc được nhỳng vào bể chứa nước. Người ta tạo ra một điện thế giữa vật đỳc và điện cực trong nước, làm hỡnh thành một ỏp lực mạnh (cú thể lờn tới 3 Kbar – 300 MN/m2). Áp lực này tạo ra hiệu ứng cơ học lờn bề mặt vật đỳc và loại bỏ cỏt khỏi vật đỳc.
Hiệu quả của giải phỏp:
+ Việc làm sạch hồn thành trong thời gian ngắn (10-40 giõy) và tiờu tốn rất ớt năng lượng.
+ Giải phỏp này khụng yờu cầu hệ thống thu bụi, và do đú giảm lượng khớ thụng giú cần để làm sạch khụng khớ.
+ Xung điện phỏt sinh trong nước cú thể làm núng nước trong bể, nước sau làm sạch cú thể tận dụng để sử dụng trong nhà mỏy.
+ Tuy nhiờn, cần quan tõm quản lý cỏt ướt tỏi sinh.
- Làm sạch bằng mỏy bắn cỏt quay ly tõm thay cho mỏy bắn cỏt khớ nộn:
+ Cú thể sử dụng mỏy bắn cỏt/mỏy bắn bi để làm sạch bề mặt vật đỳc. Mỏy bắn cỏt/mỏy bắn bi được tạo ỏp lực bắn theo hai phương phỏp: phương phỏp sử dụng cỏnh quạt quay, tạo lực ly tõm để bắn bi/cỏt; hoặc phương phỏp sử dụng ỏp lực khớ để bắn.
+ Việc sử dụng mỏy bắn cỏt/bắn bi dựng khớ nộn khụng hiệu quả về năng lượng và tốn nhiều chi phớ so với mỏy bắn cỏt/bi sử dụng cỏnh quạt. Nguyờn nhõn: phần lớn cỏc mỏy nộn khớ chỉ chuyển được ớt hơn 20% năng lượng đầu vào thành khớ nộn do đú khụng hiệu quả về năng lượng.
Biện phỏp xử lý nhiệt
- Kiểm soỏt và cải tiến lũ ủ nhiệt:
Sản phẩm sau đỳc và hồn thiện được nhiệt luyện theo một trong hai phương phỏp: Ram (ủ) và tụi. Trong cụng đoạn Ram, sản phẩm đỳc được đưa và lũ ủ nhiệt nhằm đồng đều cấu trỳc sản phẩm sau đú làm mỏt từ từ. Cụng đoạn này sử dụng nhiều năng lượng do cần duy trỡ nhiệt độ cao trong lũ ủ nhiệt.
- Sử dụng nhiờn liệu sạch trong lũ nhiệt luyện kết hợp với hệ thống kiểm soỏt đầu đốt bằng mỏy vi tớnh:
Tại lũ nhiệt luyện, sử dụng nhiờn liệu tự nhiờn hoặc nhiờn liệu cú hàm lượng sunfua thấp sẽ làm giảm ụ nhiễm khớ thải. Ngồi ra, vận hành lũ tự động cho phộp kiểm soỏt cơ chế làm việc và nhiệt độ của lũ, cũng như giảm thiểu năng lượng tiờu thụ.Thực hiện giải phỏp thay thế nhiờn liệu và kiểm soỏt lũ tự động sẽ làm giảm
được cỏc chất ụ nhiễm như: CO, SO2, NOx.
Biện phỏp giảm thiểu - Bụi:
+ Buồng lắng bụi: cú cấu tạo dạng hộp, khụng khớ vào 1 bờn và ra ở bờn kia. Nguyờn tắc tỏch bụi của buồng lắng bụi dựa trờn việc thay đổi tốc độ và hướng chuyển động thay đổi của dũng khớ. Hiệu suất thu hồi phụ thuộc vào đường đi