Nghiên cứu hiện trạng nước nhiễm dầu tại các công ty sản xuất, phân phối xăng dầu tại tp.Hồ Chí Minh và khả năng xử lý bằng phương pháp keo tụ nghiên cứu cụ thể tại công ty dầu nhờn AP Sài gòn Petro

Trong nghiên cứu nàynước thải của các kho xăng dầu, các nhà máy sản xuất dầu nhờn tại Tp.HCM sẽ đạidiện cho nước thải nhiễm dầu.. DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮTBOD Nhu cầu oxy sinh hóa Biochem

-NGUYỄN VĂN THỨC

NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG NƯỚC NHIỄM DẦU TẠI CÁC CÔNG TY SẢN XUẤT, PHÂN PHỐI XĂNG DẦU TẠI TP.HCM VÀ KHẢ NĂNG XỬ LÝ BẰNG PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ NGHIÊN CỨU CỤ THỂ TẠI CÔNG TY DẦU NHỜN AP SÀI GÒN PETRO

LUẬN VĂN THẠC SỸ

Chuyên ngành : KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

Mã số : 60520320

TP HỒ CHÍ MINH, 04/2013

-NGUYỄN VĂN THỨC

NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG NƯỚC NHIỄM DẦU TẠI CÁC CÔNG TY SẢN XUẤT, PHÂN PHỐI XĂNG DẦU TẠI TP.HCM VÀ KHẢ NĂNG XỬ LÝ BẰNG PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ NGHIÊN CỨU CỤ THỂ TẠI CÔNG TY DẦU NHỜN AP SÀI GÒN PETRO

5 TS Nguyễn Hoài Hương

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận sau khi Luận văn đã được sửa chữa (nếu có)

Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV

TP HCM, ngày 28 tháng 03 năm 2013

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: Nguyễn Văn Thức Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 20/03/1980 Nơi sinh: Bình

II- Nhiệm vụ và nội dung: Nghiên cứu

- Nghiên cứu hiện trạng nước nhiễm dầu tại các kho xăng dầu, các nhà máy sản xuấtdầu nhờn tại Tp.HCM

- Nghiên cứu khả năng xử lý nước nhiễm dầu bằng phương pháp keo tụ

- Nghiên cứu cụ thể nước thải tại nhà máy dầu nhờn AP Sai Gon Petro

- Đề xuất những giải pháp xử lý nước thải nhiễm dầu

- Đề xuất những thông số xử lý nước thải nhiễm dầu ở các hàm lượng dầu trongnước khác nhau

III- Ngày giao nhiệm vụ: 21/06/2012

IV- Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 28/03/2013

V- Cán bộ hướng dẫn: TS Võ Đình Long

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH

(Họ tên và chữ ký) (Họ tên và chữ ký)

TS VÕ ĐÌNH LONG

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quảnêu trong Luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ côngtrình nào khác

Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện Luận văn này đã đượccảm ơn và các thông tin trích dẫn trong Luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc

Học viên thực hiện Luận văn

(Ký và ghi rõ họ tên)

Nguyễn Văn Thức

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên tôi xin chân thành quý thầy cô trong khoa Công nghệ môi trường

trường Đại học Kỹ Thuật Công Nghệ Tp.HCM đã tận tình truyền đạt kiến thức và

kinh nghiệm quý báu cho tôi trong suốt thời gian học tại trường

Tôi vô cùng biết ơn thầy TS Võ Đình Long và TS Thái Văn Nam là giáo viên

hướng dẫn khoa học tôi thực hiện luận văn, các thầy đã tận tụy giúp đỡ và góp ý cho

tôi trong quá trình thực hiện đề tài này

Tôi xin cám ơn Ban Giám Đốc Công ty TNHH Xăng Dầu Vĩnh Phú, Chị Mai

Trưởng phòng hóa nghiệm Công ty Dầu Nhờn AP Sài Gòn Petro và các anh chị

đang công tác tại các phòng thí nghiệm các công ty dầu nhờn Shell, BP -Castrol,

Petrolimex, Solube, Vilube… đã hỗ trợ và tạo điều kiện tốt để tôi thực hiện đề tài

TÓM TẮT

Nước thải nhiễm dầu là một trong những nguồn liên quan tới ô nhiễm độc hại lâudài Nó có nguồn gốc từ sản xuất dầu thô, nhà máy lọc dầu, ngành công nghiệp hóadầu, chế biến kim loại, các nhà máy sản xuất dầu bôi trơn, kho chứa xăng dầu vàcác cơ sở rửa xe Về cơ bản dầu trong nước thải được phân ra làm ba dạng: dầu tự

do, nhũ tương, dung dịch Thường nước thải nhiễm dầu ở dạng nhũ tương thường

do quá trình sử dụng dầu làm sạch Trong khi dầu tồn tại ở dạng tự do có thể loại bỏ

đi bằng phương pháp lắng trọng lực Còn dầu tồn tại ở dạng nhũ tương, dạng dungdịch không thể loại bỏ bằng phương pháp lắng trọng lực Trong nghiên cứu nàynước thải của các kho xăng dầu, các nhà máy sản xuất dầu nhờn tại Tp.HCM sẽ đạidiện cho nước thải nhiễm dầu Nước thải nhiễm dầu trong nghiên cứu này được loại

bỏ dầu bằng phương pháp keo tụ Nước thải nhiễm dầu có hàm lượng dầu tồn tạitrong nước ở dạng nhũ tương từ 10 – 500 mg/l Quá trình keo tụ được thực nghiệmvới thời gian khuấy từ 30 -120 giây, tốc độ khuấy 200-1000 vòng/phút Kết quả chothấy rằng hiệu suất loại bỏ dầu mỡ trên 85,5% Trong quá trình keo tụ chất keo tụphèn nhôm có bổ sung PAM cho hiệu suất loại bỏ dầu mỡ cao hơn so với chỉ sửdụng phèn nhôm

Oily wastewater is one of the most concerned pollution sources due to its toxic andrefractory characteristics This kind of wastewater originates from a variety ofsources such as crude oil production, oil refinery, petrochemical industry, metalprocessing, lubricants factory, petroleum storage and cooling agent and carwashing Basically, the oil in the oily wastewater can be classified into threefractions: free oil, oil/water emulsifier and solution components The oilywastewater is normally accompanied with emulsifier which is used in oil cleaningprocesses While the free oil can be removed mostly by gravity oil separator, theother components of the oily wastewater can not be removed simply by gravityseparation In this study, petroleum storage’s wastewater and lubricants factory’swastewater in HCM city will be studied as a representative for oily wastewater Theoily wastewater was evaluated by flocculation process The feed wastewater has oiland grease concentration from 10-500 mg/l The flocculation process wereexperimented at stirring time of 30- 120 seconds and stirring speed of 200 – 1000rpm/min The results showed that the removed efficiency of the flocculation processreached over 85,5% for O&G In the flocculation process, aluminium sunfate andPAM was added into the reactor showed that removed efficiency for O&G wasalmost higher than without PAM

MỤC LỤC

Trang

Lời cam đoan i

Lời cảm ơn ii

Tóm tắt -iii

Abstract -iv

Mục lục v

Danh mục viết tắt vii

Danh mục các bảng ix

Danh mục các biểu đồ, đồ thị xi

Mở đầu 1

1.Đặt vấn đề 1

2.Tính cấp thiết của đề tài 2

3 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 2

4 Mục tiêu 3

5 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3

Chương 1: Tổng quan tài liệu 7

1.1 Thành phần và tính chất của dầu mỏ 7

1.1.1 Thành phần của dầu mỏ 7

1.1.2 Thành phần và tính chất của xăng, dầu 8

1.2 Thành phần của dầu nhờn 8

1.2.1 Dầu gốc 9

1.2.2 Phụ gia -10

1.3 Nguồn gốc nước thải nhiễm dầu -11

1.3.1 Nguồn gốc từ các nhà máy lọc dầu -11

1.3.2 Nguồn gốc nước nhiễm dầu từ các kho xăng dầu -12

1.3.3 Nguồn nước thải nhiễm dầu từ các nhà máy tái chế dầu nhờn -15

1.3.4 Nguồn gốc nước thải nhiễm dầu từ nước rửa xe -16

1.4 Hiện trạng phát thải nước thải nhiễm dầu tại các công ty sản xuất, phân phối xăng dầu tại Tp.HCM -18

1.4.1 Hiện trạng phát thải nước thải nhiễm dầu tại các tổng kho xăng dầu

1.4.2 Thực trạng phát thải ô nhiễm tại các công ty sản xuất dầu nhờn -19

1.5 Các tác động môi trường khi xả nước thải nhiễm dầu vào môi trường -21

1.5.1 Ảnh hưởng đến hệ sinh thái sông hồ -21

1.5.2 Ảnh hưởng đến hệ sinh thái môi trường biển -22

1.5.3 Ảnh hưởng đến con người -25

1.5.4 Ảnh hưởng đến kinh tế Việt Nam -25

1.6 Trạng thái của dầu trong nước thải -25

1.7 Nhũ tương dầu-nước và các yếu tố ảnh hưởng -26

1.7.1 Khái niệm nhũ tương dầu/nước -26

1.7.2 Kích thước và phân bố giọt nhũ tương -29

1.7.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự ổn định của nhũ tương -32

1.8 Phương pháp keo tụ và xử lý dầu trong nước -36

1.8.1 Khái niệm keo tụ -36

1.8.2 Các phương pháp keo tụ -36

1.8.3 Các cơ chế của quá trình keo tụ tạo bông -39

1.8.4 Động học của quá trình keo tụ -41

1.9 Một số công nghệ xử lý nước thải nhiễm dầu -43

1.9.1 Xử lý bằng phương pháp keo tụ -43

1 9.2 Xử lý bằng vải lọc dầu SOS -46

1.9.3 Xử lý nước thải nhiễm dầu bằng công nghệ tuyển nổi -47

1.9.4 Xử lý nước thải nhiễm dầu bằng phương pháp sinh học -48

Chương 2: Phương pháp nghiên cứu và vật liệu nghiên cứu -50

2.1 Phương pháp nghiên cứu -50

2.1.1 Phương pháp lấy mẫu -50

2.1.2 Phương pháp khảo sát thăm dò -50

2.1.3 Phương pháp phân tích dầu tại phòng thí nghiệm -51

2.1.4 Phương pháp bố trí thí nghiệm -51

2.1.5 Phương pháp kế hoạch hóa thực nghiệm -54

2.1.5.1 Kế hoạch hai mức tối ưu bậc một -54

2.1.5.2 Kế hoạch hóa bậc hai -60

2.2 Vật liệu nghiên cứu -63

2.2.1 Dụng cụ thí nghiệm -63

2.2.2 Hóa chất -63

Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận -64

3.1 Kết quả thực nghiệm -64

3.2 Thảo luận -74

3.2 Kết luận và kiến nghị -80

Tài liệu tham khảo -82 Phụ lục

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

BOD Nhu cầu oxy sinh hóa Biochemical oxygen demand

CTNH Chất thải nguy hại

CHXD Cửa hàng xăng dầu

HST Hệ sinh thái

KCN Khu công nghiệp

QCVN Quy chuẩn Việt Nam

Bảng 1.2 Phân loại theo ứng dụng của các loại dầu gốc tổng hợp 10Bảng 1.3 Chỉ tiêu cơ bản của nước thải nhiễm dầu tại tổng kho A

Petrolimex khu vực 2

15Bảng 1.4 Nước thải nhiễm dầu của các trạm xăng dầu và rửa xe ở 17

Bangkok, ThailanBảng 1.5 Thông số cơ bản của nước thải nhiễm dầu của tổng kho B

xăng dầu Petrolimex khu vực 2

Bảng 2.8 Các giá trị α đối với số khác nhau của các yếu tố 61Bảng 2.9 Bảng ma trận trực giao của kế hoạch trực giao bậc hai k=2 62Bảng 3.1 Hàm lượng dầu tồn tại trong nước dưới dạng nhũ tương của

các tổng kho chứa xăng dầu tại Tp.HCM

64

Bảng 3.2 Hàm lượng dầu tồn tại trong nước dưới dạng nhũ tương của

các nhà máy dầu nhờn tại Tp.HCM

65

Bảng 3.3 Kết quả thực nghiêm phá nhũ tương dầu /nước của mẫu 1 có

hàm lượng dầu ban dầu là 20,4 mg/l

66

Bảng 3.4 ,Kết quả thực nghiêm phá nhũ tương dầu /nước của mẫu 2 có

hàm lượng dầu ban dầu là 78,3 mg/l

67

Bảng 3.5 ,Kết quả thực nghiêm phá nhũ tương dầu /nước của mẫu 3 có

hàm lượng dầu ban dầu là 158,8 mg/l

68

Bảng 3.6 ,Kết quả thực nghiêm phá nhũ tương dầu /nước của mẫu 4 có

hàm lượng dầu ban dầu là 265,5 mg/l

69

Bảng 3.7 ,Kết quả thực nghiêm phá nhũ tương dầu /nước của mẫu 5 có

hàm lượng dầu ban dầu là 356,9 mg/l

70

Bảng 3.8 ,Kết quả thực nghiêm phá nhũ tương dầu /nước của mẫu 6 có

hàm lượng dầu ban dầu là 451,2 mg/l

71

Bảng 3.9 Giá trị tối ưu nồng độ, thời gian khuấy, tốc độ khuấy để

lượng dầu sau xử lý nhỏ nhất

73

Bảng 3.10 Hiệu suất xử lý khi không sử dụng PAM làm chất keo tụ 75Bảng 3.11 Hiệu suất xử lý khi sử dụng PAM/ phèn nhôm =1/2 76Bảng 3.12 Ảnh hưởng thời gian khuấy đến hiệu suất xử lý 77Bảng 3.13 Ảnh hưởng tốc độ khuấy đến hiệu suất loại bỏ dầu 78Bảng 3.14 Bảng ứng với mỗi hàm lượng dầu chọn các công nghệ tối ưu 81

để xử lý

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH

Hình 1 Sơ đồ nghiên cứu của quá trình keo tụ xử lý dầu 5Hình 1.1 Biểu đồ sản lượng các kho chứa xăng dầu tại Tp.HCM

trong năm 2011

18

Hình 1.2 Biểu đồ lượng nước thải nhiễm dầu tại các tổng kho

xăng dầu Tp.HCM năm 2009

19

Hình 1.3 Biểu đồ sản lượng sản xuất dầu mỡ nhờn thành phẩm

của các công ty dầu nhờn tại Tp.HCM trong năm 2009

20

Hình 1.4 Biểu đồ lượng nước thải nhiễm dầu tại các công ty sản

xuất dầu mỡ nhờn tại Tp.HCM trong năm 2009

20

Hình 1.5 Nhũ tương nước/dầu 27

Hình 1.7C Nhũ tương đậm đặc, các hạt bị biến dạng 28Hình 1.8 Nhũ tương dầu/nước nồng độ 0,01% của nước thải xí

nghiệp toa xe Hà Nội

30

Hình 1.9

Mô tả sự phụ thuộc giữa điện thế bề mặt hạt keo và

Hình 1.10 Sơ đồ quy trình xử lý nước thải nhiễm dầu 44

Hình 3.1 Đồ thị so sánh hiệu xuất xử lý khi sử dụng PAC& phèn

Hình 3.2 Đồ thị ảnh hưởng thời gian khuấy đến hiệu suất loại bỏ

Hình 3.3 Đồ thị ảnh hưởng tốc độ khuấy đến hiệu suất loại bỏ

MỞ ĐẦU

1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Công nghiệp dầu khí Việt Nam đã phát triển với tốc độ nhanh từ tìm kiếm thăm dòkhai thác đến vận chuyển, tàng trữ làm dịch vụ, chế biến và phân phối sản phẩm.Hoạt động dầu khí mang lại nguồn lợi cho nền kinh tế quốc dân song cũng tiềm ẩnnhiều rủi ro đến môi trường dẫn đến thiệt hại những nguồn tài nguyên khác ở biển

và môi trường sống Do đó cần áp dụng những biện pháp ngăn chặn nguy cơ ônhiễm môi trường sống do hoạt động dầu khí có thể xảy ra

Cho đến nay đã có trên 180 giếng khoan thăm dò với 71 phát hiện và một loạt dầukhí quan trọng đã được đưa vào khai thác như: Bạch Hổ, Rồng Rạng Đông, Ruby,Đại Hùng,…

Do đó sự ô nhiễm mặt nước do khai thác và sử dụng là không thể tránh khỏi Ngoài

ra trong quá trình hoạt động còn có thể xảy ra các sự cố tràn dầu ra biển như rò rỉdầu trong bơm tải tiếp dầu vỡ nứt đường ống, va chạm tàu chở dầu

Theo số liệu thống kê của cục môi trường Bộ Khoa Học Công Nghệ Môi Trườngtrong những năm gần đây có các sự cố như : vụ tai nạn tàu chở dầu Neptune Ariescủa Singapore đâm vào cầu cảng Saigon petro ngày 03/10/1994 trong khi cập bến

để chuyển dầu vào kho chứa đã làm 1.865 tấn dầu DO tràn ra sông làm ô nhiễmnặng trên diện tích 300 km2 gây tổn thất nặng nề cho ngành khai thác và nuôi trồngthủy sản sông Nhà Bè và sản xuất nông nghiệp các vùng lân cận Vào lúc 21 giờngày 16/04/1999 tại khúc sông Nhà Bè Nhật Thuần một tàu chở 520.000 lít dầu FO

đã va vào xà lan Hiệp Hòa 2 chở 438.000 lít dầu DO làm cho 114.000 lít dầu tràn rasông gây ô nhiễm cả một vùng rộng

Ngoài những vấn đề ô nhiễm do khai thác và vận chuyển dầu thì còn có vấn

đề ô nhiễm dầu do chất thải của nhà máy, xí nghiệp sản xuất, phân phối xăng dầu,dầu nhờn cũng là một vấn đề hết sức nan giải, ảnh hưởng đến sức khỏe con người

và sinh vật, khi bị nhiễm bẩn giữa mặt nước và không khí có lớp ngăn cách, lớpmỏng dầu làm suy thoái các quá trình trao đổi năng lượng, độ ẩm, không khí Mộtlượng nhỏ dầu trong nước biển, nước sông cũng giết hàng loạt các loài cá, thực vật

ở dưới nước Do đó một vấn đề cấp thiết đặt ra là nghiên cứu hiện trạng nước nhiễmdầu tại các công ty sản xuất, phân phối xăng dầu tại TP.HCM và khả năng xử lýbằng phương pháp keo tụ Nghiên cứu cụ thể tại công ty dầu nhờn AP Sài GònPetro là rất cấp bách hiện nay không những đối với ngành dầu khí mà còn đối vớicác công ty xí nghiệp kinh doanh, tồn trữ sản xuất xăng dầu,…

2 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Công nghiệp chế biến dầu khí, các sản phẩm hóa dầu, tồn trữ kinh doanh cácsản phẩm dầu khí góp phần đóng góp cho tăng trưởng của đất nước cũng như đảmbảo an ninh năng lượng cho đất nước Cùng với sự phát triển của ngành chế biếndầu, một trong những vấn đề đáng quan tâm hiện nay là tình trạng ô nhiễm môitrường của các chất thải có nhiễm dầu

Tp.HCM có 6 tổng kho tồn trữ xăng dầu và 6 nhà máy chế biến dầu nhờn Nên vấn

đề ô nhiễm do tồn chứa, sản xuất dầu nhờn, xăng dầu đối với nguồn nước là đángbáo động Do đa số nước thải nhiễm dầu của các nhà máy, xí nghiệp phân phốiXăng Dầu không qua xử lý hoặc chỉ xử lý sơ bộ, thải thẳng ra hệ thống sông vennhà máy

3 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC

Tình hình nghiên cứu trong nước:

Đề tài nghiên cứu cấu trúc tập hợp giọt nhũ tương dầu/nước và phương phápphân chia của tác giả Hoàng Tuấn Bằng Tác giả đã nghiên cứu được kích thước hạtdầu trong nước thải, nghiên cứu hạt dầu trong hệ nhũ tương dầu/nước là hạt keomang điện tích âm Tác giả cũng làm thực nghiệm xử lý hệ nhũ tương dầu nướcbằng cách keo tụ tạo bông với phèn nhôm

Đề tài nghiên cứu khả năng hấp phụ dầu trong nước thải bằng các vật liệu tựnhiên như thân bèo, lõi ngô, rơm và sơ dừa của tác giả Phạm Thị Dương, Bùi ĐìnhHoàn, Nguyễn Văn Tám Các tác giả đã nghiên cứu khả năng hấp phụ dầu của vậtliệu tự nhiên

Tình hình nghiên cứu tại nước ngoài

Đề tài nghiên cứu xử lý nước thải nhiễm dầu bằng màng phản ứng sinh học kếthợp với than hoạt tính của tác giả Phan Thanh Trí của viện công nghệ và môi

trường AIT Thailand Tác giả nghiên cứu sự hấp phụ dầu của than hoạt tính, hiệuquả xử lý nước nhiễm dầu bằng phương pháp sử dụng bùn hoạt tính và than hoạttính

4 MỤC TIÊU

Mục tiêu tổng quát:

Đánh giá hiện trạng, thực trạng ô nhiễm môi trường nước do các tổng kho chứaxăng dầu, các nhà máy lọc hóa dầu, đặc biệt là các nhà máy chế biến dầu nhờn trênthế giới, Việt Nam đặc biệt là Tp.HCM

Mục tiêu cụ thể:

- Nghiên cứu hiện trạng nước nhiễm dầu tại các kho xăng dầu, các nhà máy sản xuấtdầu nhờn tại Tp.HCM

- Nghiên cứu khả năng xử lý nước nhiễm dầu bằng phương pháp keo tụ

- Nghiên cứu cụ thể nước thải tại nhà máy dầu nhờn AP Sai Gon Petro

- Đề xuất những giải pháp xử lý nước thải nhiễm dầu

- Đề xuất những thông số xử lý nước thải nhiễm dầu ở các hàm lượng dầu trongnước khác nhau

5 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU:

Đối tượng nghiên cứu

- Nước thải của các tổng kho chứa xăng dầu

- Nước thải của các nhà máy sản xuất dầu nhờn

- Phương pháp keo tụ

Giới hạn phạm vi và nội dung nghiên cứu

Giới hạn phạm vi nghiên cứu.

Đề tài nghiên cứu ô nhiễm nguồn nước của các nhà máy lọc hóa dầu, các tổng khochứa xăng dầu, các nhà máy dầu nhờn, các cơ sở nhà máy có sử dụng xăng dầu, dầunhờn một lượng lớn Chủ yếu nghiên cứu ô nhiễm tại Tp.HCM

Tp.HCM là nơi tập trung các tổng kho chứa xăng dầu của phía Nam Là nơi trungchuyển xăng dầu đi khắp các tỉnh phía Nam Là nơi có số lượng lớn các nhà máysản xuất dầu nhờn, các sản phẩm hóa dầu.

Giới hạn nội dung nghiên cứu.

Do điều kiện hạn chế về thời gian nghiên cứu cũng như các nguồn lực phục vụ chonghiên cứu, đề tài luận văn chỉ tập trung nghiên cứu về các khía cạnh sau:

- Thành phần và tính chất của dầu

- Nguồn gốc của sự ô nhiễm dầu trong nước thải

- Trạng thái của dầu tồn tại trong nước thải

- Các tác hại của dầu đối với môi trường và con người

- Nghiên cứu hệ nhũ tương dầu/nước

- Nghiên cứu kích thước hạt dầu trong nước thải nhiễm dầu

- Nghiên cứu thực nghiệm xử lý dầu trong nước của nước thải nhiễm dầu của nhàmáy dầu nhờn AP Sài Gòn Petro

6 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Nội dung nghiên cứu

Nghiên cứu các số liệu về ô nhiễm môi trường nước của nước thải các nhà máy lọchóa dầu, các kho chứa xăng dầu, các nhà máy sản xuất dầu nhờn,

Nguồn gốc của sự ô nhiễm dầu trong nước

Nghiên cứu hệ nhũ tương dầu/nước

Nghiên cứu các phương pháp xử lý dầu trong nước thải

Nghiên cứu kích thước hạt dầu trong nước thải

Nghiên cứu thực nghiệm xử lý nước thải nhiễm dầu của Công Ty Dầu Nhờn AP SàiGòn Petro

Đề xuất các các phương pháp để xử lý nước thải trong các hệ thống tổng kho phânphối sản xuất dầu, dầu nhờn

Phương pháp nghiên cứu

Sơ đồ nghiên cứu:

Hình 1: Sơ đồ nghiên cứu của quá trình keo tụ xử lý dầu trong nước

Mẫu nước thải của nhà máy

dầu nhờn AP Sài Gòn Petro

Mẫu nước thải của nhà máy

dầu nhờn AP Sài Gòn Petro

Mẫu nước thải của các nhà máy dầu nhờn, kho xăng dầu

Mẫu nước thải của các nhà máy dầu nhờn, kho xăng dầu

Pha ở các hàm lượng dầu trong nước khác nhau

Giải thích sơ đồ:

Lấy mẫu nước thải ở các kho xăng dầu, các nhà máy sản xuất dầu nhờn tạiTp.HCM Xác định khoảng hàm lượng dầu tồn tại trong nước thải nhiễm dầu tạiphòng thí nghiệm

Do quá trình lấy mẫu phân tích ở các kho xăng dầu, các nhà máy dầu nhờn gặpnhiều khó khăn nên tác giả pha nhũ tương dầu nước bằng dầu nhờn Shell Helix15W40 tại phòng thí nghiệm với các nồng độ khác nhau Tiến hành keo tụ để tìmcác thông số tối ưu của từng nồng độ khác nhau

Lấy mẫu nước thải nhiễm dầu của nhà máy dầu nhờn AP Sài Gòn Petro pha ở cácnồng độ khác nhau Thực hiện quá trình keo tụ ở các hàm lượng dầu khác nhau ứngvới các thông số tối ưu của mẫu pha So sánh hàm lượng dầu trong nước thải xử lýbằng keo tụ tại nhà máy dầu nhờn AP Sài Gòn Petro Đưa ra chế độ công nghệ chotừng loại nước thải nhiễm dầu khác nhau

Phương pháp cụ thể

Tổng hợp các số liệu Xử lý, phân tích, tổng hợp các tài liệu, thu thập theo mục tiêu

đề ra

Phương pháp thực nghiệm

Tiến hành thực nghiệm lấy mẫu, thí nghiệm

Phương pháp kế hoạch hóa thực nghiệm

Được trình bày cụ thể trong chương 2 của luận văn

Phương pháp phân tích lý, hóa của nước

Tiến hành phân tích hàm lượng dầu trong nước Được trình bày cụ thể trong chương

2 của luận văn

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT CỦA DẦU MỎ [4]

Trong thiên nhiên dầu mỏ nằm ở dạng chất lỏng nhờn, dễ bắt cháy Khi khai thác ởnhiệt độ thường nó có thể ở dạng lỏng hoặc đông đặc có màu từ vàng đến đen Dầu

mỏ không phải là một đơn chất mà là một hỗn hợp rất phức tạp của nhiều chất

1.1.1 Thành phần hóa học của dầu mỏ

Các hợp chất có trong dầu mỏ chủ yếu là các hợp chất hữu cơ, đó là nhữnghydrocacbon Bên cạnh các hợp chất chính này còn có các hợp chất không thuộchydrocacbon

1.1.1.1 Hydrocacbon parafin RH p

Các hydrocacbon parafin có công thức tổng quát là CnH2n+2 Trong đó n là số nguyên

tử cacbon có trong mạch Các hydrocacbon này là loại hydrocacbon no Về cấu trúchydrocacbon parafin có hai loại:

Cấu trúc mạch thẳng gọi là n- parafin

Cấu trúc mạch nhánh gọi là iso-parafin

Ở nhiệt độ bình thường các parafin mạch thẳng chứa từ 1 đến 4 nguyên tử cacbontrong phân tử đều nằm ở thể khí Các n-parafin mà phân tử chứa tới 17 nguyên tửcacbon nằm ở thể lỏng Còn các n-parafin chứa từ 18 nguyên tử cacbon trở lên nằm

ở dạng tinh thể rắn

1.1.1.2 Hydrocacbon naphtenic RH n

Loại hợp chất này có công thức phân tử tổng quát là CnH2n Những hydrocacbon loạinày thường gặp là mạch vòng Hydrocacbon một vòng là thành phần quan trọngtrong nhiên liệu động cơ

1.1.1.3 Hydrocacbon thơm RH A

Hydrocacbon thơm có công thức tổng quát là CnH2n-6, nó có cấu trúc sáu cạnh, đặttrưng là benzen và các dẫn xuất có mạch alkyl đính bên Những hydrocacbon thơmnhiều vòng ngưng tụ cũng gặp trong dầu mỏ nhưng hàm lượng thấp hơn

Ngoài ra trong dầu mỏ còn có những hợp chất phi hydrocacbon thường gặp trongdầu mỏ như là : CO2, H2S, N2, He, Ar và các hợp chất của lưu huỳnh, nitơ, oxy, cácchất nhựa, asphanten và kim loại trong dầu mỏ.

1.1.2 Thành phần và tính chất của xăng, dầu

Phân đoạn xăng có khoảng nhiệt độ sôi dưới 1800C Phân đoạn xăng bao gồm cáchydrocacbon có số phân tử cacbon trong phân tử từ C5 đến C10 Ba loạihydrocacbon: parafin, naphten và aromatic đều có trong phân đoạn xăng Hầu nhưcác chất đại diện Hầu như tất cả các chất đại diện và một số đồng phân của cácparafin, cycloparafin (cyclopentan và cyclohexan) và aromatic có nhiệt độ sôi đến

180oC đều tìm thấy trong phân đoạn này Tuy nhiên, thành phần cũng như sốlượng của các hydrocacbon trên thay đổi rất nhiều theo từng loại dầu Đối với dầu

họ parafin, phân đoạn xăng chứa rất nhiều hydrocacbon parafin, trong đó cácparafin mạch thẳng thường chiếm tỷ lệ cao hơn các parafin mạch nhánh Cácparafin mạch nhánh này lại thường có cấu trúc mạch chính dài, nhánh phụ rất ngắn(chủ yếu là nhóm metyl) và số lượng nhánh rất ít (chủ yếu là một nhánh, còn hai và

ba nhánh thì ít hơn, bốn nhánh thì rất hiếm hoặc không có)

Ngoài hydrocacbon, trong số các hợp chất không thuộc họ hydrocacbon nằm trongphân đoạn xăng thường có các hợp chất của S, N2 và O2 Các chất nhựa và asphaltenkhông có trong phân đoạn này Trong số các hợp chất lưu huỳnh của dầu mỏ như đãkhảo sát ở phần trước, thì lưu huỳnh mercaptan là dạng chủ yếu của phân đoạnxăng, những dạng khác cũng có nhưng ít hơn Các hợp chất của nitơ trong phânđoạn xăng nói chung rất ít, thường dưới dạng vết, nếu có thường chỉ có các hợp chấtchứa một nguyên tử N mang tính bazơ như Pyridin Những hợp chất của oxy trongphân đoạn xăng cũng rất ít, dạng thường gặp là một số axit béo và đồng đẳng củaphenol

1.2 THÀNH PHẦN CỦA DẦU NHỜN [2]

Dầu nhờn được tạo thành từ dầu gốc + phụ gia Dầu nhờn thương phẩm có đến 90 –98% là dầu gốc, dầu gốc có thể là dầu gốc khoáng hoặc dầu gốc tổng hợp Phụ giachiếm trong dầu nhờn từ 2% đến 10% tùy vào từng loại dầu nhờn khác nhau Về cơ

bản dầu gốc sử dụng để pha chế dầu nhờn thường là dầu khoáng hoặc dầu tổng hợpthậm chí dầu thực vật cho những ứng dụng đặc biệt

1.2.1 Dầu gốc

Dầu gốc có hai loại dầu gốc khoáng và dầu gốc tổng hợp Dầu gốc tổng hợp có độđồng nhất của các phân tử dầu, có hàm lượng lưu huỳnh rất thấp, chỉ số độ nhớt củadầu rất cao do đó dầu có khả năng ổn định cao, ít oxy hóa

1.2.1.1 Dầu khoáng

Dầu khoáng được làm từ quá trình chưng cất chân không có chọn lọc cặn của quátrình chưng cất ở áp suất khí quyển Do đó lý do chọn dầu thô là rất quan trọng Dầuthô phổ biến nhất là dầu paraffinic cho chỉ số độ nhớt cao nhưng nó có nhược điểm

là hàm lượng sáp lớn Cho những ứng dụng thông thường dầu thô gốc naphthenicthường thích hợp hơn cho chất lượng chỉ số độ nhớt trung bình với hàm lượng sáp

ít, nên nó có thể chịu được nhiệt độ đông đặc cao

Độ nhớt của dầu thương phẩm phụ thuộc vào khoảng nhiệt độ sôi của các thànhphần của chúng Thường người ta pha chế từ 2 hoặc 3 loại dầu gốc với nhau thànhdầu thương phẩm

Bảng 1.1: Phân loại các loại dầu gốc thương phẩm [2]

Chỉ số độ nhớt (VI)

Độ nhớt động học ở

40 0 C (cSt)

Độ nhớt động học ở

100 0 C(cSt)

Nhiệt độ đông đặc ( 0 C)

Nhiệt độ chớp cháy ( 0 C)

Olefin Oligomers (PAOs) Truyền động và công nghiệp

Alkylated Aromatics Truyền động và công nghiệp

1.2.2 Phụ gia

Hầu hết các loại dầu nhờn thương mại có hàm lượng phụ gia nằm trong khoảng từ1% đến 25% Một lượng lớn các loại phụ gia được pha chế trong dầu nhờn của cácloại dầu nhờn động cơ ô tô, xe tải, xe bus và các ứng dụng công nghiệp Chứcnăng của các loại phụ gia này như sau: bảo vệ bề mặt kim loại, tăng độ nhờn củadầu, chống oxy hóa, giảm ma sát, kéo dài thời gian thay dầu nhờn, chống tạo bọt,phân tán,

Phụ gia: giúp tăng cường tính chất vốn có của dầu gốc và bổ sung thêm một số đặctính mới như tăng độ nhớt, ổn định oxi hóa của dầu, chống tạo bọt, tẩy rửa, chốngmài mòn,

1.3 NGUỒN GỐC NƯỚC THẢI NHIỄM DẦU [3,20]

Dầu tồn tại trong nước thải gây ô nhiễm môi trường Đây là nước thải, thải ra từnhiều nguồn gốc như là từ dầu thô, nhà máy lọc dầu, công nghiệp hóa dầu, quá trìnhgia công kim loại, nén khí, dầu nhờn, làm lạnh, rửa xe Nước thải chứa dầu là mộttrong những chất thải nguy hại bởi vì nó chứa các hợp chất độc như là phenol,

hydrocacbon dầu mỏ, các hydrocacbon thơm mạch vòng mà nó ức chế cây và độngvật phát triển và cũng gây ung thư cho con người Về cơ bản dầu tồn tại trong nướcdưới 3 dạng chính như sau: dầu ở dạng tự do, dầu ở trong nước ở dạng nhũ tương và

ở dạng hòa tan Trong khi dầu ở trạng thái tự do có thể tách ra khỏi nước một cách

dễ dàng bởi sự phân tách dầu bằng trọng lực, những dạng khác khó có thể tách ra dễdàng bởi phương pháp tách dầu bằng trọng lực Trong nghiên cứu này, nghiên cứunước thải của nhà máy dầu nhờn AP Sài Gòn Petro sẽ đại diện cho nước thải ônhiễm dầu

1.3.1 Nguồn gốc từ các nhà máy lọc dầu

Các nhà máy lọc dầu thải ra một lượng lớn nước nhiễm dầu, nếu không được xử lý

sẽ ảnh hưởng đến môi trường sinh thái, ảnh hưởng đến môi trường biển Đặc biệt ởViệt Nam, sự xuất hiện của nhà máy lọc dầu Dung Quất với sản lượng 7 triệu tấn/năm sẽ tác động đáng kể đến môi trường ở vịnh Việt Thanh Sự gia tăng hàm lượngdầu và các kim loại nặng trong trầm tích dưới biển xung quanh các khu vực mỏ chothấy đã có những ảnh hưởng nhất định của việc thải mùn khoan, dung dịch khoan vànước thải vào môi trường biển Chúng ta cần quan tâm đến các biện pháp giảmthiểu việc thải đổ trực tiếp mùn khoan, dung dịch khoan và nước thải xuống biển;cần áp dụng các công nghệ tiên tiến về khoan, dung dịch khoan, xử lý chất thảikhoan, nước khai thác, các chất lỏng, rắn…thay thế cho các công nghệ cũ; áp dụngcác giải pháp kĩ thuật để quản lý và kiểm soát các loại chất thải dầu khí

Nước thải nhiễm dầu xuất hiện do:

Nước trong quá trình làm sạch hoặc mục đích khác

Nước trong quá trình xúc rửa đường ống xuất nhập dầu thô và xăng, dầu thànhphẩm

Nước xuất hiện do trong một số quá trình công nghệ lọc, hóa dầu Nước dạng nàytiếp xúc trực tiếp với dầu thô

Đặc biệt một số lượng nước dùng để làm lạnh trong các thiết bị làm lạnh

Nước được phân loại là nước thải nếu nó có lẫn các hydrocacbon hoặc các thànhphần khác

Thành phần nước thải của các nhà máy lọc, hóa dầu

Hydrocacbon

Kim loại nặng

Hợp chất phenol

NH3

1.3.2 Nguồn nước nhiễm dầu từ các kho xăng dầu

Nước thải nhiễm dầu từ hoạt động của kho xăng dầu, nhà máy sản xuất dầu nhớt.Hoạt động kinh doanh của các kho xăng dầu thường bao gồm các công đoạn: nhậpkhẩu, tồn trữ trong kho xăng dầu, vận chuyển, phân phối tới người tiêu dùng thôngqua mạng lưới của cửa hàng xăng dầu Với đặc thù như vậy, hoạt động kinh doanhxăng dầu khác biệt với các ngành công nghiệp khác, do là không sử dụng nước làmnguyên liệu đầu vào cho quá trình sản xuất kinh doanh, vì vậy xét về nguyên tắc thìkhông có nước thải phát sinh trong hoạt động kinh doanh xăng dầu

Tuy nhiên trong thực tế quá trình vận hành khai thác các công trình xăng dầu có phátsinh nước thải nhiễm dầu (NTND) cần phải xử lý do những nguyên nhân sau:

Xúc rửa bể định kỳ tại các kho xăng dầu nhằm đảm bảo chất lượng nhiên liệu

Xả nước đáy bể sau khi kết thúc quá trình nhập dầu vào bể chứa trong kho

Sử dụng nước sạch để vệ sinh định kỳ và sau khi kết thúc sửa chữa công nghệ, thiết

bị trong kho xăng dầu

Nước mưa rơi trên khu vực nền bãi có khả năng nhiễm dầu tại kho và CHXD

Nước trong quá trình xả đáy bồn chứa dầu gốc trong quá trình sản xuất dầu nhờn,nước trong quá trình vệ sinh bồn chứa dầu gốc

Trên cơ sở phân tích nguồn và nguyên nhân phát sinh NTND cho thấy NTND tronghoạt động kinh doanh xăng dầu, sản xuất dầu nhờn không thường xuyên và đều đặn,phụ thuộc vào các quy định liên quan đến xúc rửa bồn bể, tần xuất nhập hàng, vệsinh công nghiệp, chất lượng dầu gốc,… các thông số ô nhiễm đặc trưng trong nướcthải tại kho xăng dầu gồm: COD, chất rắn lơ lửng, dầu mỡ khoáng,

Theo tiêu chuẩn TCVN 5307:2002 kho dầu mỏ và các sản phẩm dầu mỏ, yêu cầu

thiết kế và trên thực tế, các kho chứa xăng dầu đều có hai hệ thống rãnh thoát nướcthải, trong đó:

Hệ thống thoát nước quy ước sạch: nước sinh hoạt, nước mưa rơi trên các khu vựcnền bãi không liên quan đến việc tồn chứa, xuất nhập, bơm rót xăng dầu và không

có nguy cơ nhiễm xăng dầu Hệ thống thoát nước quy ước sạch được phép xả thẳng

ra môi trường bên ngoài

Hệ thống thoát nước thải nhiễm dầu là hệ thống thoát nước cho các nguồn sau: nướcrửa nền nhà xuất nhập, nước thải của phòng hoá nghiệm, nước xả đáy và xúc rửa bể,nước mưa rơi trên khu vực nền bãi có nguy cơ ô nhiễm bẩn xăng dầu Hệ thống nàythường được dẫn đến bể lắng gạn dầu trước khi đưa vào hệ thống xử lý nước thải.Các công đoạn phát sinh nước thải nhiễm dầu cần được xem xét là:

1.3.2.1 Xúc rửa bể chứa:

Bể chứa thường được xúc rửa khi đưa bể mới vào chứa xăng dầu hoặc thay đổichuẩn loại mặt hàng chứa trong bể, hoặc trước khi đưa bể vào sửa chữa, bảo dưỡnghoặc xúc rửa định kỳ theo quy định để đảm bảo chất lượng hàng hoá…Lượng nướcthải phải tuỳ thuộc vào dung tích từng bể, loại hàng tồn chứa và phương pháp xúcrửa Nước thải loại này thường có hàm lượng dầu cao và phát sinh bùn cặn dầu( Chất thải nguy hại – CTNH ) [5]

1.3.2.2 Xả nước đáy bể khi xuất nhập:

Các trường hợp cần xả nước đáy bể là khi nước lẫn vào hàng bơm từ tàu và bể hoặctheo đặc điểm công nghệ và quy định giao nhận của từng kho, sẽ bơm nước đẩy hếthàng trong đường ống vào bể để đo tính Trường hợp nước lẫn hàng bơm từ tàu vào

bể thì nước thải loại này thường có số lượng ít Trường hợp đuổi nước trong ống thìlượng nước thải sẽ tuỳ thuộc kích thước, độ dài đường ống xuất nhập Về đặc tínhnước thải: nước xả đáy luôn bao gồm xả cặn lắng đáy bể, do đó phát sinh CTNH,tuy nhiên hàm lượng dầu trong nước thải loại này thường thấp

1.3.2.3 Nước vệ sinh công nghiệp lẫn dầu:

Phát sinh trong quá trình vệ sinh nền bến xuất, bãi van, nước vệ sinh thiết bị và cácphương tiện, nước rửa nền bãi tại các cửa hàng xăng dầu Lượng nước thải tuỳthuộc diện tích, lượng chất thải phát sinh tại các vị trí nêu trên.

1.3.2.4 Nước mưa lẫn dầu:

Lượng nước mưa lẫn dầu cần xử lý được dự báo căn cứ vào số liệu khí tượng thuỷvăn của từng khu vực Nước mưa lẫn dầu chỉ phát sinh tại những vị trí rò rỉ, rơi vãixăng dầu, như vị trí xả đáy hở trong khu bể, trong trường hợp sau khi xúc rửa bể,tách nước đáy bể mà không vệ sinh kịp thời, bến xuất bị tràn vãi xăng dầu, bãi van

bị rò rỉ mà không sửa chữa vệ sinh kịp thời, mặt cầu cảng,

Một vấn đề cũng được đặt ra đối với nhiều thành phố lớn hiện nay là ô nhiễm dầunhờn thải từ các phương tiện giao thông cơ giới Riêng tại Tp.HCM hiện có khoảng

4 triệu phương tiện xe cơ giới, trong đó có 2,5 triệu xe máy các loại Ước tính tổnglượng dầu thải của các phương tiện đường bộ lên tới 37.000 lít/ngày Ngoài ra theo

số liệu báo cáo của các công ty tái chế dầu, lượng dầu thải có thể nhập về trongngày lên tới 90 đến 150 tấn/ngày từ các nguồn thải của các tàu chở dầu, bồn chứaxăng dầu và các trạm biến thế,…

Trước những nguy cơ ô nhiễm môi trường do dầu thải, Tp.HCM thời gian qua triểnkhai liên kết với nhiều đơn vị xử lý, tái chế dầu thải nước ngoài, đồng thời đầu tưcông nghệ cho các nhà máy xử lý chất thải độc hại Tính đến nay Tp.HCM có 5 nhàmáy tái chế dầu thải có công suất bình quân 50 tấn/ngày với công nghệ chưng cất vàlọc Tuy nhiên thực chất chỉ có 2 công ty thực hiện theo cam kết Các cơ sở còn lạihoạt động trong các khu dân cư không có giấy phép chưa thể thống kê được Ngoài

ra các thiết bị chưng cất đều chế tạo thô sơ, công suất lớn nhưng chất lượng sảnphẩm kém

Về quản lý nhà nước, hiện các cơ sở sản suất phát sinh dầu thải và các nhà máy táichế, xử lý chất thải nhiễm dầu được quản lý bằng hệ thống chứng từ quản lý chấtthải và phải báo cáo định kỳ hai năm một lần với số lần kiểm tra tương ứng Tuynhiên hiện số lượng cán bộ và trang thiết bị kiểm tra rất hạn chế, việc quản lý các cơ

sở sản xuất chui là khó khăn khi các cơ sở này di chuyển liên tục

Ô nhiễm dầu thải đặc biệt là những phát sinh từ khu vực dân cư đang là những vấn

đề lớn tại nhiều đô thị lớn tại nước ta Nước nhiễm dầu từ các kho xăng dầu ngoàithành phần ô nhiễm chính là dầu còn có cả rác, cặn lắng, cát sét,…Vì vậy để đánhgiá chất lượng nước nhiễm dầu từ các kho xăng dầu ta phải căn cứ vào các chỉ tiêucơ:

Bảng 1.3: Các chỉ tiêu cơ bản của nước thải nhiễm dầu tại tổng kho A Petrolimex khu vực 2

Các chỉ số Giá trị Đơn vị Nước mưa lẫn

dầu Nước dằn tàu

(Nguồn Trung tâm công nghệ MT_ECO, tháng 8/1999)

1.3.3 Nguồn nước thải nhiễm dầu từ các nhà máy tái chế dầu nhờn

Theo số liệu thống kê của công ty Shell năm 2011 số lượng dầu nhờn tiêu thụ tại thịtrường Việt Nam khoảng 330 triệu lít Lượng thất thoát trong quá trình sử dụng là5% Số lượng dầu nhờn thải ra hàng năm là 313,5 triệu lít

Con số trên cho thấy lượng dầu nhờn thải ra rất lớn Hiện tại khu vực phía nam chỉ

có 2 nhà máy xử lý dầu nhờn thải được cấp phép công suất rất thấp 200.000 lít/ nămnhưng chưa bao giờ chạy hết công suất Nguyên nhân nguồn nguyên liệu dầu nhờnthải đầu vào không ổn định

Hầu hết lượng dầu nhờn thải hiện nay được các cơ sở nhỏ lẻ mua về pha axit vàchưng cất để sản xuất ra dầu nhờn kém chất lượng Các cơ sở này gây ô nhiễm vàonguồn đất, nguồn nước

1.3.4 Nguồn gốc nước thải nhiễm dầu từ nước rửa xe

Nước thải từ các cơ sở rửa xe, bảo dưỡng, bảo hành xe có lẫn dầu, mỡ nhờn

Theo số liệu thống kê của công ty dầu nhờn Shell hiện tại trên địa bàn Tp.HCM cóhơn 5.000 cơ sở rửa xe, thay dầu nhớt bảo dưỡng xe Nên một số lượng rất lớn nướcthải có nhiễm dầu thải ra môi trường mà không qua bất cứ hệ thống xử lý nào cả.Hoạt động rửa xe bao gồm 4 bước liền kề nhau:

Bước 1: Rửa bụi

Dùng nước áp lực cao rửa trên thân xe và động cơ nước thải loại này chứa một lượngbùn, đất và dầu tự do Hơn nữa dưới áp lực nước lớn nước thải nhiễm dầu dạng nàytạo thành nhũ tương dầu/nước

Bước 2: Phun bọt

Tác nhân tạo bọt là bình xịt lên thân xe và động cơ Nước thải loại này tồn tại tácnhân tạo nhũ cao Cuối cùng nước thải dạng này kết hợp nước thải từ bước 1 hìnhthành nhũ tương dầu/ nước có độ ổn định cao

Bước 3: Giai đoạn làm sạch

Đây là bước dùng nước sạch trong bình áp lực cao để di chuyển tác nhân tạo nhũ.Nước loại này chứa ít tác nhân tạo nhũ vì nó được pha loãng bởi nước sạch

Bước 4: Giai đoạn lau khô và đánh bóng xe

Nước làm bóng được thoa lên thân xe và cuối cùng làm khô bằng khí nóng Nướcsạch mà thành phần cứng cao, hữu cơ không nên sử dụng trong bước này vì nó cóthể làm cho bề mặt xe không được bóng

Các kiểu nước thải từ các trạm xăng dầu và rửa xe ở Bangkok, Thailan được chotrong bảng 1.4

Bảng 1.4: Nước thải nhiễm dầu của các trạm xăng dầu và rửa xe ở Bangkok,Thailan [ 21]

Trạm xăng dầu & rửa xe Dầu mỡ

(mg/l)

BOD (mg/l)

Chất rắn lơ lững (mg/l)

tổng khối lượng xăng dầu chứa ở các kho tại TpHCM hàng năm khoảng 7 triệu tấn.Nên một lượng lớn nước nhiễm dầu được thải ra rất lớn Số liệu sản lượng xăng dầuchứa trong các kho tại Tp.HCM được thể hiện trên hình 1.1

Hình 1.1: Biểu đồ sản lượng các kho chứa xăng dầu tại Tp.HCM trong năm 2011 (Nguồn Tổng công ty xăng dầu Petrolimex, tháng 2/2012)

Nước thải ô nhiễm dầu của các Tổng kho chủ yếu là nước thải trong quá trình vệsinh bồn bể, một lượng nước lớn xuất hiện trong quá trình nhập xăng dầu khi đẩysạch đường ống trong quá trình làm sạch đường ống nhập xăng dầu Và một lượngnước xuất hiện trong quá trình vệ sinh máy móc thiết bị, nước mưa rơi trên khu vựcnền bãi có khả năng nhiễm dầu tại kho Nước thải nhiễm dầu của các kho xăng dầutại Tp.HCM năm 2009 được thể hiện trên hình 1.2 như sau:

Hình 1.2 : Biểu đồ lượng nước thải nhiễm dầu tại các tổng kho xăng dầu Tp.HCM

năm 2009 (Nguồn Xí nghiệp xử lý chất thải Công Ty Xăng Dầu khu vực 2, tháng

03/2012)

Hầu hết các Tổng Kho chứa có hệ thống xử lý ô nhiễm dầu nhưng chủ yếu xử lýbằng quá trình lắng tách pha Đa số không xử lý dầu tồn tại trong nước dưới dạngnhũ tương trừ kho A, B Nhà Bè của Petrolimex

1.4.2 Thực trạng phát thải nước nhiễm dầu tại các công ty sản xuất dầu nhờn

Ngành sản xuất dầu mỡ nhờn đóng góp một phần quan trọng trong nền kinh tế củaViệt Nam nói chung và Tp.HCM nói riêng Hiện tại theo kết quả nghiên cứu thịtrường của công ty Shell Việt Nam năm 2011 Việt Nam tiêu thụ 330 triệu lít dầu

mỡ nhờn các loại Đặc biệt Tp.HCM có các nhà máy dầu nhờn lớn như BP-Castrol,Petrolimex, Vilube, Solube, AP Sài Gòn Petro, PV Oil, Nikko,… Sản lượng dầunhờn của các Công ty sản xuất dầu nhờn tại Tp.HCM được thể hiện trên biểu đồhình 1.3

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600

Các kho chứa xăng dầu tại Tp.HCM

Nước thả

Hình 1.3: Biểu đồ sản lượng sản xuất dầu mỡ nhờn thành phẩm của các công ty dầunhờn tại Tp.HCM trong năm 2009 ( Nguồn Business Monitor International,Vietnam Oil & Gas Report tháng 10/2010)

Các nhà máy sản xuất dầu nhờn đóng góp một phần ngân sách của Tp.HCM rất đáng

kể, nhưng nó cũng gây ô nhiễm môi trường khu vực nhà máy và những khu vựcquanh Đặc biệt là ô nhiễm nguồn nước, do nước thải có nhiễm dầu ở dạng nhũtương không được xử lý triệt để thải ra môi trường Lượng nước thải nhiễm dầu củacác nhà máy sản xuất dầu nhờn được thể hiện trên đồ thị hình 1.4

0 5 10 15 20 25 30

Nhà máy dầu nhờn tại Tp.HCM

Sản lượng (triệu

lít/nă

m)

BP-Castrol Petrolimex Vilube Solube

AP Saigonpetro Nikko

AP Saigonpetro Nikko

PV Oil

Hình 1.4: Biểu đồ lượng nước thải nhiễm dầu tại các công ty sản xuất dầu mỡ nhờntại Tp.HCM trong năm 2009 (Nguồn xí nghiệp xử lý chất thải Công Ty Xăng Dầukhu vực 2, tháng 03/2012)

1.5 CÁC TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG KHI XẢ NƯỚC THẢI NHIỄM DẦU VÀO MÔI TRƯỜNG [16,26]

Theo nghiên cứu trong dầu mỏ có chứa 6% lượng các hợp chất hydrocacbonthơm Tuy có tỉ lệ ít nhưng hydrocacbon thơm rất độc là thành phần chính gây ungthư Hydrocacbon thơm tích luỹ trong thuỷ sinh vật có thể gây ra nhiều hậu quảnghiêm trọng

Kinh nghiệm nhiều nước trên thế giới cho thấy ô nhiễm nguồn nước do dầu và cácsản phẩm phân huỷ của dầu có thể gây tổn thất lớn cho ngành cấp nước, thuỷ sản,nông nghiệp, du lịch và các ngành kinh tế quốc dân khác

1.5.1 Ảnh hưởng đến hệ sinh thái sông hồ

Các tác động đối với môi trường nước khi xả nước thải nhiễm dầu vào sông, hồđược biểu hiện thông qua các hiện tượng sau:

Một phần các sản phẩm dầu lắng xuống và phân hủy ở tầng đáy nguồn nước làm

ô nhiễm nước bởi các sản phẩm phân giải hòa tan, một phần khác lại nổi lên trênmặt nước cùng với các bọt khí tách ra từ đáy nguồn nước Cặn chứa dầu tích lũy ởđáy sông, hồ là nguồn gây ô nhiễm cố định đối với sông đó, gây độc hại cho hệ sinhvật đáy, thức ăn của cá

Khi nguồn nước bị ô nhiễm dầu, các sản phẩm dầu hòa tan và phân giải làm giảmkhả năng tự làm sạch của nguồn nước, bởi các sinh vật phiêu sinh, sinh vật đáytham gia vào các quá trình đó bị chết đi hoặc giảm về số lượng hoặc tham gia yếuớt

Khi nước thải nhiễm dầu thải vào nguồn nước, lượng dự trữ oxy hòa tan trongnước nguồn sẽ giảm đi do oxy được tiêu thụ cho quá trình oxy hóa các sản phẩmdầu, làm cản trở quá trình làm thoáng mặt nước

Khi hàm lượng dầu trong nước cao hơn 0,2 mg/l, nước có mùi hôi không dùngđược vào mục đích sinh hoạt

Ô nhiễm dầu giàu lưu huỳnh còn có thể gây chết cá nếu hàm lượng Na2S trong nướcđạt từ 3 đến 4 mg/l Một số loài cá nhạy cảm có thể bị chết khi hàm lượng Na2S nhỏhơn 1mg/l.

Ngoài ra dầu trong nước còn có khả năng chuyển hoá thành các hoá chất độc loạikhác đối với con người và thuỷ sinh như phenol, các dẫn xuất clo của phenol Tiêuchuẩn phenol cho nguồn nước cấp sinh hoạt là 0,001 mg/l, ngưỡng chịu đựng của cá

là 10-4 mg/l

Kinh nghiệm nhiều nước trên thế giới cho thấy ô nhiễm nguồn nước do dầu và cácsản phẩm phân hủy của dầu có thể gây tổn thất lớn cho ngành cấp nước, thủy sản,nông nghiệp, du lịch và các ngành kinh tế quốc dân khác Ngoài các tác động tiêucực đến môi trường nước mặt như đã nêu, dầu tràn hoặc dầu rơi vãi từ kho xăng,cảng sẽ có khả năng ngấm vào đất hoặc bị cuốn theo nước mưa vào các tầng nướcngầm và từ đó gây ảnh hưởng đến chất lượng nước ngầm có sự hiện diện của dầu,nước sẽ có mùi hôi không thể dùng cho mục đính ăn uống sinh hoạt

1.5.2 Ảnh hưởng đến hệ sinh thái môi trường biển [20]

Suy giảm diện tích phân bố HST và biến dạng cảnh quan sinh thái

Suy giảm và mất nơi cư trú của các loài sinh vật

Giảm khả năng quang hợp và hô hấp của hệ

Gây chết và làm suy giảm đa dạng sinh học

Thay đổi cấu trúc quần xã và tương quan giữa các nhóm: vi sinh vật, thực vật, sinhvật phù du, động vật đáy

Xuất hiện các loài gây hại

Mất hoặc suy giảm các chức năng tự nhiên duy trì sinh thái của hệ

Thay đổi hướng diễn thế tự nhiên và mất cân bằng sinh thái

Ô nhiễm dầu và tác động trực tiếp hoặc gián tiếp lên các hệ sinh thái biển và venbiển ở các khía cạnh sau:

1.5.2.1 Làm biến đổi cân bằng oxy của hệ sinh thái

Dầu có tỷ trọng nhỏ hơn nước, khi chảy loang trên mặt nước, dầu tạo thành váng và

bị biến đổi về thành phần và tính chất Khi tràn dầu, hàm lượng dầu trong nước tăngcao, các màng dầu làm giảm khả năng trao đổi oxy của hệ, như vậy cán cân điềuhoà oxy trong hệ bị đảo lộn

1.5.2.2 Làm nhiễu loạn các hoạt động sống trong hệ

Đầu tiên phải kể đến các nhiễu loạn áp suất thẩm thấu giữa màng tế bào, sẽ làm mấtkhả năng điều tiết áp suất trong cơ thể sinh vật, sẽ là nguyên nhân làm chết hàngloạt sinh vật bậc thấp, các con non, ấu trùng Dầu bám vào cơ thể sinh vật, sẽ ngăncản quá trình hô hấp, trao đổi chất và sự di chuyển của sinh vật trong môi trườngnước

1.5.2.3 Dầu gây ra độc tính tiềm tàn trong hệ sinh thái

Ảnh hưởng gián tiếp của dầu loang đến sinh vật thông qua quá trình ngăn cản traođổi oxy giữa nước với khí quyển tạo điều kiện tích tụ các khí độc hại như H2S và

CH4 làm tăng pH trong môi trường sinh thái Dưới ảnh hưởng của các hoạt độngsinh-hoá, dần dần bị phân huỷ, lắng đọng và tích luỹ trong các trầm tích của hệ sinhthái làm tăng cao hàm lượng dầu trong trầm tích gây độc cho các loài sinh vật sốngtrong nền đáy và sát đáy biển

1.5.2.4 Ảnh hưởng của dầu tới loài cá

Cá là nguồn lợi lớn nhất của biển được đánh giá là loài chịu tác động tiêu cực mạnh

mẽ nhất khi sự cố tràn dầu xảy ra Dầu gây ô nhiễm môi trường, làm cá chết hàngloạt do thiếu oxy hoà tan trong nước và làm tăng nồng độ dầu trong nước gây ônhiễm nghiêm trọng tới môi trường nước

Dầu bám vào cá làm giảm giá trị sử dụng do gây mùi khó chịu khi nồng độ dầutrong nước cao có thể làm trứng mất khả năng phát triển, trứng có thể bị ung, thốidẫn đến sự phát triển của cá

1.5.2.5 Ảnh hưởng dầu tràn tới các rặng san hô biển

Dầu tràn có thể gây phá huỷ rặng san hô, khi tràn dầu xảy ra dầu thô loang ra baophủ một diện tích lớn của biển làm cản trở việc trao đổi khí oxy và cacbonic của san

hô, mặt khác khi dầu tràn bao phủ diện tích biển gây ô nhiễm và làm giảm lượngánh sáng cung cấp cho san hô hoạt động quang hợp sẽ gây phá huỷ san hô.

1.5.2.6 Ảnh hưởng của dầu tràn tới chim biển

Chim biển bị ảnh hưởng mạnh bởi dầu tràn, chim biển có thể bị bao phủ trong dầu,dầu bao phủ và thấm vào lông chim làm cho chúng không thể bay Để chúng có thểbay được thì chim biển cố gắng làm sạch, chúng làm sạch lông bằng cách ăn dầudẫn đến chúng bị nhiễm độc dầu làm chim có thể bị chết Đối với chim biển, dầuthấm ướt lông chim làm mất tác dụng bảo vệ thân nhiệt và chức năng nổi trên mặtnước

Nhiễm dầu làm chim di chuyển khó khăn, phải di chuyển chổ ở thậm chí chết Dầucòn ảnh hưởng đến khả năng nở của trứng chim

1.5.2.7 Ảnh hưởng của dầu tràn đến rái cá

Rái cá cũng là loài sinh vật bị ảnh hưởng to lớn bởi dầu theo nhiều cách Cơ thể rái

cá có thể bao phủ trong dầu, chính điều này tạo ra các lớp bọt khí Khí này trong cáclớp lông mao và giúp chúng sống lâu trong biển lạnh Chúng giống như một lớp baophủ cơ thể và giúp rái cá nổi, khi dầu xâm nhập vào lớp bong bong khí, rái cá có thểchết vì nhiệt cơ thể thấp

1.5.2.8 Ảnh hưởng tràn dầu tới cá heo

Dầu tràn là một trong những nguyên nhân làm cho cá heo chết Khi nồng độ dầutrong biển quá cao, chúng sẽ xâm nhập vào lỗ phun khí của cá heo gây ngạt thở Khi

cá heo sẽ lên mặt nước lấy không khí nếu lỗ thở bị bịt kín bởi dầu, cá heo sẽ khôngthể thở làm cá chết Một trong những lý do cá heo chết là khi cá heo bơi qua vùng

bị nhiễm dầu khi kiếm ăn, cá heo sẽ ăn phải và làm cho cá heo nhiễm độc và nó sẽchết

Ảnh hưởng tràn dầu tới các loài sinh vật phù du

Sinh vật phù du, sinh vật cư trú đáy biển bị ảnh hưởng nhiều các sinh vật như tảo,trai có thể bị ảnh hưởng bởi dầu tràn Khi dầu tràn xảy ra, dầu làm che phủ diện tíchmặt nước, giảm lượng oxy, giảm ánh sáng ,…

Gây chết các loài sinh vật này Khi các sinh vật phù du chết vì tràn dầu, các loàiđộng vật có thể dẫn đến tuyệt chủng vì nguồn thức ăn không đáp ứng cho sự tồn tạicủa chúng.

1.5.3 Ảnh hưởng đến con người

Khi dầu tràn ngấm vào nước ngầm nó sẽ ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe conngười Ảnh hưởng lâu dài khó đánh giá hết được: Ô nhiễm môi trường đất, nước vàkhí làm nhiễm độc các loài thực vật, động vật và cũng là nguồn thức ăn cho conngười, làm cạn kiệt nguồn nước sạch

Như vậy, hậu quả sau những vụ tràn dầu là vô cùng lớn Nó không chỉ ảnh hưởngnghiêm trọng đến môi trường, huỷ diệt các hệ sinh thái, tổn thất về kinh tề và sứckhoẻ con người… mà nghiêm trọng hơn nó còn gây những ảnh hưởng dai dẳng vềsau

1.5.4 Ảnh hưởng đến kinh tế Việt Nam

Khi sự cố dầu tràn xảy ra, hàng triệu tấn dầu tràn ra ngoài biển, dưới tác động củađiều kiện nhiệt độ khí hậu sẽ làm bay hơi các thành phần nhẹ Mặt khác khi dầu tràn

ra biển làm cho khả năng thu lại lượng dầu tràn là rất khó khăn gây tổn thất nặng nềđối với nền kinh tế, không những thế khi tràn dầu xảy ra thì cần có công nghệ xử lýhợp lý thường rất tốn kém

Dầu tràn ảnh hưởng đến các hoạt động kinh tế ven biển, dầu tràn nổi trên mặt nướctheo dòng chảy mặt, song gió triều trôi dạt vào vùng biển ven bờ, bám vào đất đá,bám lên các kè đá, gây ra mùi khó chịu đối với các du khách tham quan, du lịch.Mặt khác dầu tràn làm cho nguồn tôm cá bị ảnh hưởng thậm chí chết, làm giảmnăng suất nuôi trồng và đánh bắt thủy sản ven biển

1.6 TRẠNG THÁI CỦA DẦU TRONG NƯỚC THẢI [23, 26]

Xử lý nước thải nhiễm dầu cần chú ý đến các dạng dầu trong nước thải Bản chấtdầu là chất lỏng sánh, thường có mùi đặc trưng, nhẹ hơn nước và không tan trongnước Chúng bị oxi hóa rất chậm, có thể tồn tại đến 50 năm

Trong thực tế dầu hiện diện ở nhiều trạng thái khác nhau và khó xác định chính xác

các thành phần này bằng thí nghiệm Phổ biến tồn tại ở 4 trạng thái sau: