Thực tập tại nhà máy Cốc Hóa Thái Nguyên

Báo cáo thực tế 3 Đại học Khoa học Tự nhiên  Trong tháp làm lạnh, nước làm mát đi trong ống, khí cốc đi ngoài ống. Khí than sau khi đi qua tháp làm mát (mùa đông ≥ 25oC, về mùa hè ≤ 35oC). Dầu và nước ngưng tụ trong tháp làm lạnh chảy về bể chứa dầu cốc. Khí than qua quạt gió đi vào thiết bị khử mù dầu cốc: các hạt dầu cốc lẫn trong khí than được tách ra nhờ những đệm gỗ và do đổi chiều đi của dòng khí. Khí than sau quá trình khử mù được sử dụng làm nhiên liệu gia nhiệt cho lò cốc, nồi chưng, nồi hơi, lò nung phôi của phân xưởng cán thép, khu vực thiêu kết nhà máy luyện gang, khu vực nấu luyện Nhà máy luyện thép.  Toàn bộ dầu cốc được tách ra trong quá trình hạ nhiệt độ và làm sạch khí than được gia nhiệt gián tiếp bằng hơi nước và bơm về các thùng chứa dầu cốc tại khu vực kho dầu cốc: dầu cốc được để lắng tự nhiên nước nổi lên trên tháo ra cống nước phênol; dầu cốc vẫn được gia nhiệt gián tiếp bằng hơi nước với to= 85-950C. Khi hàm lượng nước trong dầu cốc nhỏ hơn 3,5 % thì người ta bơm dầu cốc lên thùng chứa dầu cốc trên cao. Từ thùng chứa dầu cốc trên cao dầu cốc tự chảy vào thiết bị trao đổi nhiệt  Tác nhân truyền nhiệt cho dầu cốc trong thiết bị trao đổi nhiệt là hơi nước từ nồi hơi và hơi chưng dầu cốc từ nồi chưng dầu cốc. Dầu cốc được đun nóng từ 90-95oC lên 120oC (không quá 1400C) khi bị đun nóng một phần nước bay ra khỏi dầu cốc đi vào thiết bị làm lạnh. Qua thiết bị này người ta tách được nước và dầu nhẹ. Dầu cốc sau khi thoát hơi nước có hàm lượng nước ≤ 1,5% chảy về thùng chứa dầu cốc không nước, rồi được bơm vào nồi chưng. Nồi chưng được gia nhiệt bằng đốt khí than cốc. Quá trình chưng dầu cốc được tiến hành trong chân không  Khi thao tác phần chưng hơi nước và dầu nhẹ không qua tháp chưng mà vào ngay thiết bị trao đổi nhiệt về thiết bị phân ly tách nước và dầu. Nước phenol được dẫn về trạm xử lý nước thải, còn dầu dẫn về thùng chứa dầu nhẹ.  Vón than được định kỳ thu gom và vận chuyển bằng xe chuyên dụng chở về bãi chứa than nguyên liệu để phối trộn với than nguyên liệu tái sử dụng. 11 Nhóm 3 – K54 KHMT Báo cáo thực tế 3 III. Đại học Khoa học Tự nhiên Các tồn tại & giải pháp khắc phục 1. Nước thải a. Nước thải sản xuất: • Thành phần, đặc trưng của nước thải: dầu mỡ, chất rắn lơ lửng, chất hưu co hòa tan, đặc biệt có chứa phenol • Phát sinh trong các giai đoạn: Nước amoniac (NH3) tuần hoàn dư tại phân xưởng cốc, Nước làm lạnh cuối, nước phân ly benzen tạp tại phân xưởng hoá, Nước rửa, nước phân ly dầu cốc trong phân xưởng hoá, từ tháp chưng NH3 ở công đoạn suphat mon hoá tại phân xưởng hoá, ở công đoạn chưng dầu cốc, từ hơi nước tạp có trong đường ống dẫn khí thanol, từ quá trình dập cốc... • Lưu lượng thải 70m3/ngày • Các nguồn nước thải trên được các đường cống ngầm dẫn vào bể lắng dầu cốc (bể chứa nước phenol) để tách bớt dầu cốc.Sau khi đã lắng tách dầu cốc nước phenol được đưa sang hệ thống xử lý nước thải chứa phenol sau đó tái sử dụng để dập cốc. Sơ đồ luyện cốc có kèm theo xả thải Hệ thống xử lý nước thải của công ty cốc hóa • Phương pháp hiện nay đang sử dụng: phương pháp sinh học, hệ thống được xây dựng đã lâu từ nhưng năm 1997-1998, đến nay đã cũ. • Nguyên tắc: nước thải tập trung ở bể chứa, để lắng sơ bộ dầu cốc và đưa vào khử CN- bằng phương pháp kết tủa hóa học. Tiếp tục tách 1 phần dâu mỡ và chất lơ lửng bằng phương pháp keo tụ - lắng trọng lượng. Sau đó khử các hợp chất hữu cơ bằng bùn hoạt tính. Cuối cùng là giai đoạn tách triệt để các tạp chất lơ lửng bằng phương pháp kết tụ keo lắng. Nước thải sau khi đã được xử lý phenol được bơm đi dập cốc. • Lưu trình công nghệ: Nước thải chứa phenol sau khi được tách sơ bộ dầu mỡ, được bơm vào bể điều hoà, từ bể chứa điều hoà bơm vào thiết bị phản ứng keo tụ. Tiếp tục nước thải được đưa vào bể lắng tách dầu mỡ huyền phù, phần cặn lắng xuống 12 Nhóm 3 – K54 KHMT Báo cáo thực tế 3 Đại học Khoa học Tự nhiên đáy được tháo vào hố ga. Nước thải sau đó được tách hết dầu mỡ và đưa vào bể AEROTEN.Bể chứa bùn loãng tập trung từ hố ga, bể lắng bậc 2, bể lắng keo tụ chảy về được bơm đưa vào máy ép bùn. Phần bùn và cặn đó ép thành bánh được đưa về nơi quy định, còn phần nước sau ép được đưa về bể chứa nước đem dập cốc • Song chắn rác: để chắn các chất bẩn có kích thước lớn • Bể lắng tách dầu mỡ huyền phù: khuấy trộn bằng chất keo tụ và để cho lắng. • Bể thu gom nước thải và bể điều hòa: điều hòa ổn định Ph và lưu lượng, làm tăng hiệu quả xử lý sinh học do hạn chế hiện tượng quá tải và pha loãng một số chất ức chế quá trình xử lý sinh học. • Bể xử lý sinh học: sử dụng VSV để xử lý chất thải • Bể lắng bậc 2: Bể lắng thứ cấp thực hiện tách pha rắn lỏng nhờ quá trình lắng trọng lực. Chất rắn lơ lửng lắng xuống dưới đáy bể, được hút định kỳ sang bể chứa bùn. Phần nước trong được thu ở phía trên bằng máng thu đưa sang công trình xử lý phía sau. Bên cạnh viêc lắng trong nước bể lắng thứ cấp, các vi sinh vật thiếu khí và tùy nghi hoạt động thực hiện quá trình phản nitrát hóa chuyển hóa NO3- Thành N2 giảm hàm lượng nitơ trong nước thải. Đánh giá hiệu quả xử lý: • Cơ bản rác thải được loại bỏ trước khi đưa vào bể thu gom điều hòa • Nước thải sau khi qua khối xử lý cơ học không đảm bảo các điều kiện thông số kỹ thuật đầu vào cho bể xử lý sinh học Aeroten. Cụ thể: chỉ tiêu dầu mỡ vượt 1,25 lần; CN- vượt 1,765 lần; phenol > 400mg/l… so với yêu cầu thông số kỹ thuật đầu vào bể Aeroten. Như vậy, hiệu quả xử lý các thành phần ô nhiễm của khối xử lý cơ học của hệ thống xử lý nước thải nhà máy cốc hóa chưa cao, chưa đáp ứng được các yêu cầu thông số kỹ thuật của hệ thống. • Nước thải qua khối xử lý sinh học Aeroten phần nào đã xử lý được các thông số ô nhiễm trong nước thải. Tuy nhiên, với nguồn nước thải đầu vào bể Aeroten không 13 Nhóm 3 – K54 KHMT Báo cáo thực tế 3 Đại học Khoa học Tự nhiên đảm bảo các thông số kỹ thuật theo yêu cầu đã làm giảm hiệu quả xử lý của bể Aeroten(phenol trong nước thải đầu vào bể Aeroten > 400mg/l hoặc nồng độ các chất ô nhiễm như CN- > 40 mg/l, dầu mỡ > 15mg/l sẽ là nguyên nhân chính gây ngộ độc cho hệ vi sinh vật trong bể Aeroten ) • Loại hình công nghệ xử lý nước thải chứa phenol của Nhà máy cốc hóa là phù hợp với biện pháp xử lý nước thải mang đặc thù ô nhiễm của ngành luyện cốc. • Tuy nhiên do nhiều nguyên nhân, hệ thống xử lý nước thải chứa phenol của Nhà máy hiện đang hoạt động không hiệu quả, nước thải sau khi xử lý xong không đạt tiêu chuẩn xả thải, phần lớn thiết bị trong trạm xử lý đã bị xuống cấp và hư hỏng nhiều đồng thời việc vận hành hệ thống theo công nghệ cũ không mang lại hiệu quả. • Do vậy, để nâng cao hiệu quả của hệ thống xử lý nước thải chứa phenol của nhà máy cần có phương án bổ sung và nâng cấp các công trình trong hệ thống hiện tại của nhà máy đảm bảo nước thải sau xử lý có hàm lượng các chất ô nhiễm đạt tiêu chuẩn cho phép, đáp ứng được yêu cầu sản xuất và bảo vệ môi trường. Đề xuất phương án: • Do đầu vào của bể xử lý sinh học không đảm bảo tiêu chuẩn cho VSV, nên trước khi đưa nước thải vào bể này ta cần xử lý thêm một vài công đoạn nữa để đảm bảo các thông số đầu vào, nâng cao hiệu quả xử lý sinh học hơn. • Nước thải chứa phenol sau bể thu gom điều hòa được chảy vào bể Oxi hóa nâng cao. Tại đây bổ sung đồng thời H2O2 và O3 (HC2) thực hiện phản ứng cắt mở vòng Benzen (phenol) tạo ra các gốc Hydroxit thuận lợi cho các phản ứng sinh học tại bể Aeroten. • Quá trình Peroxon trong bể Oxi hóa nâng cao giúp oxy hóa các hợp chất khó phân hủy dựa vào các gốc tự do hoạt động hydroxyl *OH, gốc *OH là một tác nhân oxy hóa mạnh nhất trong các tác nhân oxy hóa từ trước tới nay, có khả năng oxy hóa không lựa chọn với mọi hợp chất hữu cơ, cả những chất khó phân hủy hoặc không phân hủy sinh học, biến chúng thành những hợp chất vô cơ như CO2, H2O, các axit vô cơ..., đồng thời cải thiện tỉ số BOD/COD trong nước thải theo chiều thuận lợi để thực hiện quá trình sinh học tiếp theo. 14 Nhóm 3 – K54 KHMT Báo cáo thực tế 3 Đại học Khoa học Tự nhiên • Lập đội kiểm soát môi trường (2 người) cho nhà máy Cốc hóa, nhóm có nhiệm vụ thường xuyên tuần tra phát hiện các vấn đề môi trường thất thoát và kịp thời báo cáo. Thường xuyên theo dõi giám sát chức năng hoạt động hệ thống cấp nước, xử lí nước thải, thoát nước. • Đầu tư cải tiến thiết bị công nghệ xử lí, tu sửa kịp thời, thêm bớt và mở rộng cần thiết các bộ phận thu gom, ống dẫn, nối… tại các vị trí xả thải ô nhiễm phát sinh. • Hoàn thiện hệ thống thu gom nước thải phát sinh một cách triệt để. • Lắp đặt mới bể xử lí ôxy hóa nâng cao và bể sục khí xử lí Amôni, mở rộng diện tích bể điều hòa để chất lượng nước sau xử lí đạt tiêu chuẩn. • Trồng cây khu vực xung quanh nhà máy, cạnh các cống rãnh, trong khuôn viên để hấp thu chất độc trong đất, như loài dương xỉ, cải xoong, thơm ổi… mới được nghiên cứu phát hiện có khả năng hấp thụ, ăn chất độc trong đất hiệu quả. b. Nước thải sinh hoạt • Tổng lượng nước sinh hoạt là 396 000m3 /năm, • Hiện nay có 2 cửa xả thải ra hệ thống thoát nước chung của tổng công ty gang thép • Có thể tận dụng nước thải sinh hoạt này, đem xử lý rồi đưa vào với hệ thống nước làm mát đó cao thể giảm thiểu được lượng nước thải sinh hoạt thải ra ngoài môi trường. • Trước khi xả ra hệ thống thoát nước chung cũng cần có những biện pháp để xử lý sơ bộ 2. Khí thải • Nguồn phát sinh là từ lò luyện cốc • Chủ yếu là hơi nước có nhiệt độ cao và khí CO2 • Được dẫn qua hệ thống kênh khói dưới ngầm, sau đó qua ống khói 96m ra môi trường • Khí thải của quá trình dập cốc được xử lý hệ thống: 15 Nhóm 3 – K54 KHMT Báo cáo thực tế 3 Đại học Khoa học Tự nhiên  Hệ thống rửa khí HKT – RK9 ( 2 tháp), chế tạo bằng chất liệu thép không gỉ. Đường kính 2,5m chiều cao 12,2 m lưu lượng 2500-3000m3/h  Hệ thống tháp hấp thụ khí HKT – HT9 (2 tháp), đường kính 2,4m chiều cao 10.6m lưu lượng 2500-3000m3/h kích thước 80x80x10mm thể tích đệm 12,55m3 Các vấn đề • CO2 nồng độ cao do cốc được nhả ra từ lò luyện gặp không khí bốc cháy lớn, khói trắng bốc lên gồm hơi nước và CO2, 1 phần thoát ra ngoài không khí, 1 phần đi vào tháp rửa khí (2 tháp nhỏ hơn) rửa CO2 bằng dung dịch NaOH và NH3, sau đó thải trực tiếp vào không khí. • Khí thải chưa được thu gom và xử lí triệt để: có rất nhiều khâu phát sinh khí thải không được thu gom như: từ lò nung cốc (lò không kín hoàn toàn do cũ kĩ, do thường xuyên liên tục vận hành ở nhiệt cao và sức nặng lớn); khói kèm nhiệt, yếm khí nên khi thoát ra ngoài gặp oxy thì bốc cháy, là nguồn thải khí ô nhiễm đáng kể chưa được thu gom; từ giai đoạn đưa cốc ra lò và phụt nước làm lạnh cốc (khói trắng chủ yếu là hơi nước và CO2 nên không được thu gom và khó thu lại); từ tháp phun sương (chân tháp phun sương nơi cửa tháp vẫn có rất nhiều khói thoát ra • Xử lí khí chưa triệt để ở tháp phun: khói được rửa bằng nước chứa NaOH dập cốc, loại tháp phun, nên khói chưa được xử lí triệt để trong tháp, chỉ đơn giản là làm lắng đọng 1 phần chất ô nhiễm trong khói dập cốc. Giải pháp công nghệ: - Tháp rửa khí cần xây dựng cao hơn để xả khí CO2 ra ngoài không khí để phân tán khí vào bầu khí quyển nhanh hơn, không làm ô nhiễm môi trường, - Đầu tư lắp đặt thêm 1 tháp phun nữa để khói được rửa 2-3 lần bằng nước chứa NaOH trước khi thải ra ngoài môi trường. - Tận dụng khí và hơi nóng còn nhiệt lớn từ giai đoạn nung cốc đem đốt lại cho lò luyện cốc trước khi đi vào tháp phun xử lí khí thải. - Lắp đặt thiết bị thu gom khí, nhiệt phù hợp và triệt để, đặc biệt là khí oxy hóa cốc khi nhả cốc ra khỏi lò trước khi đi dập cốc. Đề xuất các phương án quản lý: 16 Nhóm 3 – K54 KHMT