Sau khi xử lý lại hàm lượng thủy ngân còn lại chỉ trong khoảng 50mg/kg rác thải [Báo cáo của Hà Lan, 1998]. Thủy ngân được thu hồi dưới dạng kim loại và được cất giữ để có thể tái sử dụng. Theo báo cáo của Slovay tại Reormond (Hà Lan) thì hàm lượng thủy ngân phát thải trong không khí lạnh là 0,1g Hg/tấn Clo năm 1996. [Báo cáo của Hà Lan, 1998].
Chất thải rắn có thể được xử lý bằng phương pháp chưng cất hoặc chôn lấp.
Thu hồi thủy ngân
Sau khi xử lý, thủy ngân có thể được thu hồi và sử dụng lại. Việc thu hồi thủy ngân có thể từ các nguồn:
- Xử lý cặn từ xút
- Xử lý khí thải và hydrogen khi sử dụng phương pháp hóa học. - Xử lý cặn trong nước thải.
- Chưng cất thủy ngân.
- Xử lý ô nhiễm thủy ngân ở một số bộ phận (ví dụ: trong quá trình phân hủy graphite).
Thải loại
Trong hầu hết các trường hợp, cặn thủy ngân còn lại từ quá trình xử lý sẽ được làm ổn định trước khi thải bỏ. Việc làm ổn định trong quá trình chuyển đổi thủy ngân chỉ hòa tan một lượng nhỏ thủy ngân, trạng thái bền của hóa chất sẽ giúp giảm thiểu độc hại ở khâu thải loại cuối cùng. Trong nhiều trường hợp, thủy ngân được xử lý với sunfua hoặc hợp chất sunfua để chuyển đổi thủy ngân sunfit hoặc sử dụng selendium để chuyển đổi thủy ngân selenit. Điều đó cũng sẽ giúp củng cố thêm sự ổn định cho vật chất.
Trong khâu thải loại cuối cùng, phần cặn còn sót lại có thể được đem xử lý ở các bãi chôn lấp (tại các bãi rác thông thường hoặc bãi chôn lấp rác thải độc hại tùy theo hàm lượng thủy ngân còn sót lại), hoặc chôn sâu dưới các hầm bằng đá (hiện đang có kế hoạch xây dựng tại Thụy Điển) hoặc đưa đến các mỏ muối cũ.
2.2.2 Chuyển đổi công nghệ của các nhà máy sản xuất bằng bình điện có chứa thủy ngân: thủy ngân:
Việc chuyển đổi công nghệ ở các nhà máy sản xuất bằng điện phân có chứa thủy ngân nhằm cải tiến công nghệ giúp ngăn chặn thất thoát lượng thủy ngân vào môi trường trong tương lai và giúp giảm thiểu việc sử dụng năng lượng. Để cải tiến công nghệ, các kỹ thuật còn phải phụ thuộc vào vị trí hiện tại của nhà máy. Hầu hết những nhà sản xuất bằng các mằng ngăn điện phân thì đều hướng tới việc xây dựng một “môi trường xanh” trong nhà máy hoặc mở rộng sản xuất ở những khu vực gần với cơ sở sản xuất thủy ngân của họ. Một vài nhà máy đã tiến hành chuyển đổi toàn bộ nhưng cũng có một số chỉ chuyển đổi một phần. Hình 4.2 bên dưới là những thay đổi chính cần để tiến hành ở một nhà máy đang tồn tại khi chuyển đổi công nghệ sản xuất bình điện có vách thủy ngân.
Chuyển đổi là công nghệ được áp dụng ở tất cả các nhà máy sản xuất có màng ngăn thủy ngân để sản xuất clo-kiềm đang tồn tại. Về tính khả thi trong vấn đề kinh tế, cũng sẽ có những thay đổi nhất định khi chuyển vị trí của nhà máy.
--- :là những công đoạn có thể chuyển đổi sang công nghệ màng.
Sơ đồ : Các công đoạn có thể chuyển sang công nghệ màng ion.
Những thay đổi chính cần thực hiện đối với những nhà máy hiện hữu khi tiến hành việc chuyển đổi công nghệ sản xuất có màng ngăn thủy ngân bao gồm:
1. Hệ thống nước muối:
Vấn đề quan trọng là độ tinh khiết của nước muối đối với hệ thống bình điện. Như đã nói ở chương 2, các vách ngăn trong các bình điện phân thì cần nước muối tinh khiết hơn cả thủy ngân. Kinh nghiệm cho thấy rằng hệ thống muối thủy ngân có thể sử dụng lại sau khi sử dụng thủy ngân và làm sạch toàn bộ hệ thống. Nước muối được dẫn hết ra ngoài để việc làm sạch có thể loại bỏ toàn bộ tạp chất và lượng thủy ngân hòa tan sẽ được thu hồi lại. Để tốt cho quá trình sản xuất các vách ngăn thì bước làm sạch nước muối cũng cần được quan tâm. Thường là dùng cách trao đổi ion. Một vài nguyên liệu như cao su, chất dẻo, chất đệm có chứa caxi và mangan có thể sử dụng để tránh làm bẩn quá trình trao đổi ion.
Chu trình xút Hơi xút Làm sạch lần I Làm sạch lần II Cặn muối Năng lượng cung cấp
Quy trình SX Clo Qui trình
Hydrogen Xây dựng Cell-room 50% xút lỏng Khử Clo sơ cấp Khử clo thứ cấp Chu trình nước muối
Một quy trình mới trong nhà máy khử muối là tiến hành việc giảm thiểu clo dư thừa trong quá trình mà không làm giảm hoạt tính của quá trình trao đổi ion trong bước làm sạch nước muối. Nhìn chung, nên giảm sử dụng hóa chất như natri sunfit ( ví dụ ở Hội nghị Solvay ở Jemppe, Bỉ), giảm các chất xúc tác hoặc tăng độ hoạt hóa của Cacbon thường được sử dụng, điều đó còn phụ thuộc vào loại muối được sử dụng và điều kiện kinh tế.
Có sự khác biệt trong việc cân bằng nước giữa màng ngăn và các vòng thủy ngân và cũng có sự khác biệt giữa các tỷ lệ lưu lượng khối, sự tuần hoàn của nước muối trong các bình điện thủy ngân thì cao hơn là trong cách vách ngăn thông thường.
HCL tinh khiết thì rất cần cho axit hóa nước muối và việc sử dụng HCl rất cần được quan tâm trong quá trình thiết lập.
2. Xây dựng các buồng sản xuất
Theo báo cáo thì các thùng điện phân (cell-room) có sẵn có thể được sử dụng lại để sản xuất. Về lý thuyết, việc tiết kiệm khoảng không gian có khả năng thực hiện đến 400% so với các kỹ thuật trong các nhà máy sản xuất bằng màng ngăn hiện tại. Tuy nhiên, chuyển đổi việc sản xuất bằng màng ngăn còn phụ thuộc vào:
- Điều kiện của nhà máy. - Vị trí xây dựng phù hợp.
- Mức độ tiết kiệm từ quá trình sản xuất.
Một số phòng điện phân cũ có thể xuống cấp và sự quan tâm đến môi trường cũng là một trong những lý do để xây dựng lại. Điều này có thể áp dụng đối với việc ô nhiễm thủy ngân ở những nơi mà việc phát thải vẫn diễn ra dù đã tiến hành việc thay thế thủy ngân trong quy trình sản xuất. Trong quá trình thay thế thủy ngân của nhà máy Associated Octel ở Ellesmere Port (UK) thì các phòng điện phân cũ vẫn được giữ lại nhưng việc báo cáo quá trình xử lý thủy ngân trong các khu vực và vệ sinh nơi sản xuất cho công nhân rất quan trọng [Lott, 1995].
Một số nhà máy Clo-kiềm có không gian thì thường đóng cửa các phòng cũ và xây dựng mới ở vị trí khác trong nhà máy. Ở một số công ty có nhiều không gian rộng lớn đã rất thành công trong việc sử dụng cùng lúc hai công nghệ trong một phòng điện phân mà không có bất kỳ vấn đề ô nhiễm nào do các màng ngăn hay các sản phẩm gây ra [Bayer Uerdingen, 1998]. Việc xây dựng các tòa nhà cao hơn cũng có lợi cho quá trình sản xuất các màng ngăn điện phân.
Ưu điểm chính của việc xây dựng một phòng điện phân mới đó là khả năng giảm thiểu thiệt hại về sản xuất trong quá trình chuyển đổi, vì khi tiến hành xây dựng các nhà máy mới thì việc sản xuất vẫn có thể được tiến hành ở phòng điện phân cũ. Năm 1997, công ty Borregaard ở Na Uy đã chuyển đổi nhà máy Sarpsborg sản xuất thủy ngân Clo-kiềm cho quá trình sản xuất màng ngăn và tiến hành xây
dựng hoàn toàn mới một buồng sản xuất. Theo báo cáo, tổng cộng thời gian ngưng sản xuất là 7 tuần. Theo báo cáo của [Dibble-White, 1988] có trường hợp xây dựng lại mà vẫn có thể tiến hành sản xuất trong suốt thời gian chuyển đổi bằng cách vẫn tiến hành sản xuất ở những buồng khác trong khuôn viên nhà máy. Nếu chỉ có một phòng sản xuất thì những thiệt hại trong các trường hợp này là không đáng kể.
3. Điện phân
Về cơ bản, thiết kế và hoạt động của quá trình điện phân có sự khác biệt, không có phần nào có thể sử dụng lại được.
4. Cung cấp năng lượng
Việc tái sử dụng các bộ chỉnh lưu phụ thuộc vào loại màng ngăn và năng lượng cần thiết. Quyết định tái sử dụng năng lượng còn phụ thuộc vào nhiều thứ khác như sự cân bằng giữa chi phí đầu tư và việc điều hành. Có một vài ngoài lệ với nhà máy tiến hành chuyển đổi một cực có thể sử dụng lại bộ chỉnh lưu và máy biến áp hiện có. Nếu chuyển đổi lưỡng cực cũng có thể giữ lại nguồn điện đang sử dụng. Ví dụ như việc chuyển đổi ở nhà máy Donau Chemie ở Bruckl, Áo năm 1999 [Schindler]. Cần phải xem xét các điện áp phải phù hợp với quá trình sản xuất màng ngăn.
5. Khả năng xử lý khí
Việc thu gom và xử Clo và Hydro về cơ bản thì không khác với quá trình xử lý thủy ngân. Vì vậy các bước loại bỏ thủy ngân không còn cần thiết. Vấn đề cần quan tâm chính trong việc xây dựng mới các phòng điện phân là phương pháp để kiểm soát áp lực khí. Công nghệ sản xuất màng đòi hỏi một áp lực ổn định cho hydro trong clo, điều này có nghĩa là phải xây dựng thêm một bộ phận điều khiển chênh áp vào hê thống hiện có.
Khí Clo và Hydro có thể bốc hơi khi nhiệt độ cao hơn so với thủy ngân. Khí sẽ bị bão hòa với hơi nước vì vậy khi được làm mát thì lượng khí được nạp vào sẽ cao hơn, khi đó sẽ có được lượng khí ngưng tụ. Vì vậy thiết bị làm lạnh có thể cần thiết cho quá trình.
Clo trong màng điện phân có nhiều oxy hơn, mà đối với một số quy trình thì cần phải loại bỏ trước khi sử dụng. Với mục đích này, cần phải hóa lỏng khí clo bị bốc hơi. Lượng khí hóa lỏng lớn hơn so với những hoạt động bình thường khác.
6. Xử lý xút
Kỹ thuật bình điện thủy ngân có thể sản xuất khoảng 50% xút. Màng ngăn đòi hỏi một hệ thống tuần hoàn khép kín kết hợp với sự trao đổi nhiệt và sản xuất được 33% xút. Nếu muốn hiệu quả cao hơn thì cần có thêm một thiết bị bay hơi.
Việc sử dụng lại đường ống cũ thường không phù hợp khi chuyển sang quy trình màng ngăn vì chúng thường có những yêu cầu rất khác với màng điện phân. Các đường ống hiện có thể được làm bằng các vật liệu không phù hợp với các màng điện phân.