công nghệ sản xuất bột kẽm và thiếc thỏi trên thế giới và Việt Nam

Kẽm là kim loại được sử dụng phổ biến thứ tư sau sắt, nhôm, đồng tính theo lượng sản xuất hàng năm.

Trang 1

Trường ĐHKTCN Khoa Xây dựng và Môi trường

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải Công ty THNNMTV Kim Loại Màu Thái Nguyên

Chương 1: Tổng quan

1.1 Giới thiệu công nghệ sản xuất bột kẽm và thiếc thỏi trên thế giới và Việt Nam

1.1.1 Tình hình khai thác kẽm oxit ở Việt Nam và trên thế giới

Kẽm là kim loại được sử dụng phổ biến thứ tư sau sắt, nhôm, đồng tính theolượng sản xuất hàng năm

Các mỏ kẽm có khắp trên thế giới, với những nhà sản xuất lớn nhất là Úc,Canada, Trung Quốc, Peru và Mỹ Các mỏ ở châu Âu bao gồm Vieille Montagne ở Bỉ

và Zinkgruvan ở Thụy Điển Kẽm kim loại được sản xuất bằng công nghiệp khaikhoáng Sulfua kẽm (khoáng chất sphalerit) được cô bằng phương pháp tách đãi bọt vàsau đó được làm tinh thành kẽm oxit bằng nhiệt luyện kim

Theo thống kê năm 1971 ở các nước tư bản thì trữ lượng kẽm khoảng 81 triệutấn, trong đó tập trung ở Canada, Mỹ, Meexxico, Tây Đức, Thụy Điển, Peru, Achentinavới lượng khai thác trong năm 1971 là 4,43 triệu tấn

Ở Việt Nam thì các mỏ kẽm phân bố nhiều ở các nơi: Mỏ chợ Điền ( Bắc Cạn)với trữ lượng 495,425 tấn quặng, khu vực Lang Hít, Võ Nhai, Đại Từ tỉnh Thái Nguyên.Tổng trữ lượng kẽm khoảng 109.456 tấn, chủ yếu là quặng sunfua Sản lượng mỗi nămlên đến 20.000 tấn/năm

1.1.2 Tình hình khai thác thiếc ở Việt Nam và trên thế giới

Thiếc thuô ̣c kim loa ̣i khan hiếm Thiếc có các tính chất đă ̣c biê ̣t: mềm dẻo, dễ dát mỏng,nhiê ̣t đô ̣ chảy thấp Người ta có thể cán thiếc thành lá mỏng tới 0,005mm Trong điềukiê ̣n thường thiếc rất bền vững dưới tác đô ̣ng hoá ho ̣c, vì vâ ̣y thiếc được dùng rất phổbiến chức năng chống ăn mòn Thêm vào đó các sản phẩm oxi hoá của thiếc hoàn toànkhông đô ̣c với cơ thể con người Vì vâ ̣y thiếc được dùng trong công nghiê ̣p thực phẩm.thiếc còn cho những hợp kim chất lượng với các kim loại màu khác Lĩnh vực dung chủyếu là đồ hộp ( sắt tây ), khoảng 40 % lượng thiếc được sử dụng vào mục đích này

Ở nước ta, thiếc được khai thác sớm nhất tại vùng Pia Oắc – Cao Bằng khoảngcuối thế kỷ XVIII Đến 1945, người Pháp đã khai thác khoảng 32.500 tấn tinh quặngSnO2 Sau hoà bình lập lại, mỏ thiếc Tĩnh Túc Cao Bằng được Liên Xô (cũ) thiết kế vàtrang bị bắt đầu hoạt động từ 1954 Đây cũng là mỏ thiếc lớn đầu tiên khai thác, chếbiến có quy mô công nghiệp

Công nghệ khai thác ở các mỏ quy mô công nghiệp chủ yếu là khai thác bằngôtô, máy xúc, tuyển trọng lực, tuyển từ, tuyển điện và công nghệ luyện kim bằng lòphản xạ, lò điện hồ quang

SVTH: Nguyễn Thị Lan Hương GVHD: ThS Hoàng Lê PhươngMSSV: 1111061464

Lớp K42KTM

1

Trang 2

Hiện nay, công nghệ luyện thiếc bằng lò điện hồ quang do Viện Nghiên cứu Mỏ

và Luyện kim nghiên cứu thành công và chuyển giao, ứng dụng vào sản xuất đã đạtđược những chỉ tiêu KT-KT tiên tiến Bằng việc nghiên cứu ứng dụng điện phân thiếcđạt thiếc thương phẩm loại I: 99,95%; Viện Nghiên cứu Mỏ và Luyện kim và Công tyLuyện kim mầu Thái Nguyên đã xây dựng các xưởng điện phân thiếc với công suất:500-600t/n xưởng Hiện nay, có ba xưởng điện phân thiếc thương phẩm loại I xuất khẩuvới tổng công suất là 1.500t/năm - 1.800t/năm

 Trên thế giới

Các vùng có nhiều thiếc nhất là vùng núi Đông Siberi và vùng Đông Nam Á.Thiếc ở Đông Nam Á tập trung trong một dải kéo dài từ cao nguyên Vân Qúy qua bánđảo Trung Ấn đến các đảo Bangka và Billiton thuộc Indonesia Thiếc ở đây chiếm tới70% trữ lượng thế giới Giờ đây, sản lượng khai thác thiếc của Trung Quốc, Indonesia

và Malaysia đang đứng hàng hai, ba, tư thế giới sau Brasil: Malaysia có trữ lượng thiếc

chiếm 62% trữ lượng thiếc thế giới Hiện nay, Malaysia vẫn là nước sản xuất trữ lượngcủa thế giới nhưng sản lượng có giảm sút hơn trước Sản lượng xuất khẩu đạt 29 nghìntấn/năm, đạt doanh thu 354 triệu USD.Sản lượng thiếc hàng năm trên thế giới 0,25 triệutấn/năm

Theo báo cáo của Macquarie, tiêu thụ thiếc năm 2010 đạt 345.500 tấn, tăng 15%

so với năm 2009, trong khi sản lượng chỉ tăng 2% lên 328.500 tấn Vấn đề sản lượng ởIndonesia - quốc gia sản xuất thiếc số 1 thế giới – đóng vai trò quan trọng trong sự sụtgiảm về tăng trưởng này

Chính phủ Indonesia trong tháng 8 /2010 đã cảnh báo sản lượng thiếc của quốcgia có thể giảm 20% trong năm 2010 bởi thời tiết xấu Indonesia đặt mục tiêu đạt sảnlượng 105.000 tấn cho cả năm nhưng tình hình không lạc quan và dự kiến chỉ đạt85.000 tấn

Các nhà phân tích thuộc Standard Bank Plc cũng đưa ra dự báo giống vớiMacquarie khi cho rằng sản lượng thiếc toàn cầu sẽ thấp hơn 13.000 tấn so với nhu cầutrong năm tới, sau khi dự báo thiếu hụt 6.000 tấn trong năm nay

1.2 Các phương pháp xử lý nước thải luyện kim đang được áp dụng hiện nay 1.3 Giới thiệu chung về Công ty TNHH Nhà Nước Một Thành Viên Kim Loại Màu Thái Nguyên

1.3.1 Điều kiện tự nhiên kinh tế – xã hội

Trang 3

Công ty TNHH Nhà Nước Một Thành Viên Kim Loại Màu Thái Nguyên

nằm ở phường Phú Xá thành phố Thái Nguyên, cách trung tâm thành phố 8 km về phíaNam, cách ga Lưu Xá 500 m, cách quốc lộ 3 (Hà Nội – Thái Nguyên) 500m, có vị trígiao thông thuận lợi

nằm ở khu vực Đông bắc bộ với các đặc điểm độ ẩm cao, nóng, mưa nhiều chịu ảnh

hưởng lớn của gió mùa đông bắc, về mùa đông thường lạnh

Độ ẩm trung bình năm là 230C

Độ ẩm trung bình năm là 81 %

nằm trên địa phận phường Phú Xá, cách thành phố Thái Nguyên 8 km nên điều kiện vậtchất cũng như dân trí ở mức trung bình khá Dân số của phường phần lớn là CBCNVChoạt động, làm việc trong các lĩnh vực công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp

Mật độ dân số trong phường tương đối cao, phần lớn dọc theo quốc lộ 3

Trình độ văn hóa phổ cập hết trung học

1.3.2 Tình hình hoạt động của Công ty

 Quá trình hình thành và lịch sử phát triển của Công ty

Tên đầy đủ : Công ty trách nhiê ̣m hữu ha ̣n nhà nước mô ̣t thành viên Kim Loa ̣i MàuThái Nguyên

Tên giao dịch quốc tế : Thai nguyen Non- Ferrous Metal Limited Company

Công ty TNHH nhà nước một thành viên kim loại màu Thái Nguyên tiền thân là

Xí nghiệp Liên hợp Luyện Kim Màu Bắc Thái, trực thuộc Tổng công ty khoáng sản TKV, Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam

-Tên viết tắt: Công ty Kim loại màu Thái Nguyên Thành lập ngày 28 - 2 - 1980theo quyết định số 60CL/CB của Bộ trưởng Bộ Cơ khí luyện kim.Tại quyết định số130QĐ-BCN ngày 12/11/2004 của Bộ trưởng Bộ Công nghiệp Công ty kim loại màuThái Nguyên được chuyển đổi thành Công ty trách nhiệm hữu hạn nhà nước một thànhviên kim loại màu Thái Nguyên

 Lĩnh vực hoạt động, sản phẩm của Công ty

Công ty hoạt động sản chủ yếu trên các lĩnh vực sau:

- Khảo sát, thăm dò, khai thác mỏ; các công trình tuyển khoáng, luyện kim cáccông trình ha ̣ tầng cơ sở, các công trình công nghiệp và dân dụng

Lớp K42KTM

3

Trang 4

- Thiết kế, thi công các công trình khai thác mỏ; các công trình tuyển luyện khoángsản, các công trình hạ tầng cơ sở, các công trình công nghiệp và dân dụng.

- Kinh doanh các loại khoáng sản, sản xuất vật liệu xây dựng;

- Sửa chữa ô tô và thiết bị khai thác mỏ Thiết kế, chế tạo thiết bị, phụ tùng đi kèm

- Xuất nhập khẩu thiết bị, vật tư, phụ tùng và khoáng sản các loại

- Kinh doanh các ngành nghề khác theo quy định của pháp luật

Các loa ̣i sản phẩm chính của Công ty bao gồm:

Bảng 1 Các loại sản phẩm chính của Công ty

 Công nghệ sản xuất của một số sản phẩm chủ yếu

Công nghê ̣ sản xuất của công ty bao gồm nhiều công đoa ̣n từ khai thác, tuyểnkhoáng đến luyê ̣n kim, tinh luyê ̣n đa ̣t yêu cầu chất lượng và ta ̣o hình, bao gói sản phẩmtheo yêu cầu của thi ̣ trường:

Lớp K42KTM

4

Trang 5

Sơ đồ 1: Công đoạn sản xuất của công ty

 Sản lượng bột kẽm và thiếc hàng năm

Bảng 2 Sản lượng bột kẽm và thiếc hàng năm

+ Bột kẽm ô-xit( ZnO) với 90% ZnO

+ Tinh quặng chì sunfua 50%Pb

+Tinh quặng kẽm sunfua 50%Zn

b.Chỉ tiêu thiếc thỏi

Trang 6

Tiêu chuẩn thiếc thỏi mác Sn.01, Sn.02

Bảng 3: Tiêu chuẩn chất lượng thiếc thỏi

1.3.3 Công nghệ sản xuất của công ty

Giới thiệu chung về công nghệ sản xuất bột kẽm

Phương pháp này xuất hiện sớm, thích hợp với sản xuất thủ công, kinh tế chưaphát triển

Dựa trên tính chất vật lý và hoá học của kẽm, người ta thiêu hoàn nguyên, hoànnguyên kẽm trong môi trường khí hoàn nguyên

Để giảm nhiệt mất mát, thường thiết kế mỗi tổ 4 lò chung tường, trên đỉnh lò xây

hệ thống dẫn hơi kẽm vào buồng ôxi hoá nối với hệ thống làm nguội tự nhiên và hệthống buồng lắng, buồng thu bụi túi vải Trong lò có đặt ghi gang hay thép chịu nhiệt,dưới ghi có quạt gió theo yêu cầu của quá trình Để tiết kiệm than người ta có thể tậndụng nhiệt của khí lò để nung nóng gió trước khi thổi vào lò, để cải thiện điều kiện làmviệc, cường hoá quá trình người ta dùng ghi xích thay ghi cố định

Kỹ thuật luyện lò Vetơrin như sau: Liệu lò gồm quặng và than được trộn đều,quặng có hàm lượng kẽm từ 15-20%, nếu là quặng sunfua thì phải thiêu ôxy hoá để khử

S, nếu là quặng ôxit phải nung để khử nước kết tinh và phân huỷ quặng Than hoànnguyên phải dùng loại chứa %C cao, ít chất bốc và lưu huỳnh Nếu than nhiều, quặngchứa chì nhiều thì sản phẩm sẽ chứa chì cao làm giảm chất lượng bột ôxit kẽm

 Sơ đồ công nghệ sản xuất bột kẽm 90% ZnO

Lớp K42KTM

6

Quăng oxit kẽm( 15-20%Zn)

Nghiền sàng

≤ 5mm

Than cám4A-QN

Phối liệu

LuyÖn lß Vet¬rin 1100-12000C

Hỗn hợp làm nguội OC

Thu bụi TV

Sản phẩm bột

Khí sạch thải

Nghiền sàng

≤ 5mm

Quạt hút

Trang 7

Trường ĐHKTCN Khoa Xây dựng và Môi trường Thiết kế hệ thống xử lý nước thải Công ty THNNMTV Kim Loại Màu Thái Nguyên

(Nguồn: Phòng kỹ thuật )

Sơ đồ 2 Quy trình thao tác luyện bột kẽm Ôxit bằng lò VETƠRIN

Thuyết minh:

+ Quặng kẽm được nghiền sàng, Đảm bảo ≤ 5mm

+ Than hoàn nguyên phải đảm bảo %C>72%

+ Than đốt phải đảm bảo %C > 75%

Trang 8

Mục đích làm cho các hạt phối liệu đồng đều về thành phần, làm cho các hạt thancám hoàn nguyên và các hạt quặng tiếp xúc tốt với nhau Cho nước vào trong phối liệu

Sau khi đi hết ống cong làm nguội, bột kẽm lẫn bụi được thu lại trong các túi vảilớn, để 1 thời gian trong túi vải để hút bụi khỏi bột kẽm Sau khi thu hết bụi ta nhậnđược bột kẽm 90%

• Nguồn gốc của nguyên vật liệu:

Nguyên vật liệu của quá trình sản xuất sử dụng chủ yếu được khai thác từ cácnguồn trong nước và một phần nhập khẩu trong đó có hai nguồn chính:

- Nguyên vật liệu mua từ các đơn vị trực thuộc Công ty TNHH nhà nước mộtthành viên kim loại màu Thái Nguyên :

Nhu cầu nguyên nhiên liệu đầu vào:

Bảng 4: Nhu cầu nguyên nhiên liệu đầu vào

STT Nguyên liệu thô/nhiên liệu sử dụng Đơn vị(tấn/tháng) Số lượng

- Lò phản xạ ( Vetorin)

- Máy nghiền búa văng

- Quạt đẩy, quạt hút

- Hệ thống thu bụi (túi vải)

- Hệ thống ống cong ( hạ nhiệt)

Lớp K42KTM

8

Trang 9

( nguồn: phòng kỹ thuật)

• Bước 1: Tuyển quặng:

Nguyên liệu chuẩn bị với tiêu chuẩn: Tinh quặng thiếc: Sn ≥ 65 %; Cu ≤ 0,15 %; Fe

≤ 4 %; As ≤ 0,3 %.Than đốt: C ≥ 80%; Qt≥ 7500 kcal/kg; độ tro A ≤ 13%; chất bốc ≤ 6

Lớp K42KTM

9Bụi

Bùn anốt

Thiêu

Hòa tách HCLDung dịch thải Bùn Tuyển quặng

Sơ đồ số 3 : Quy trình công nghệ sản xuất thiếc thỏi

Trang 10

%; S ≤ 0,5 %; độ ẩm W ≤ 4,5% Cỡ hạt sau khi gia công 20-30 mm.Than hoàn nguyên:

cỡ hạt ≤ 5 mm, nghiền từ than cục.Chất trợ dung sử dụng vôi bột có hàm lượng CaO >65% Không lẫn xỉ và đất đá

• Bước 2: Luyện :

Sau khi phối liệu cần chính xác các thành phần phối liệu cho mẻ luyện, chia làm

ba phần dải từng lớp vào thùng chứa cánh lật theo thứ tự: Đối với mẻ luyện quặng: mộtlớp than cám, một lớp tinh quặng, một lớp bụi hồi liệu (nếu có), một lớp vôi bột, tiếp tụctheo thứ tự cho đến hết Đối với mẻ luyện xỉ: lớp than cám, lớp xỉ, lớp vôi bột.Vận hànhmáy trộn ruột xoắn, mở lần lượt từng cửa cánh lật cho phối liệu chảy xuống máy trộnruột xoắn, phun nước đảm bảo độ ẩm 5-8% (khoảng 150-240 lít nước/mẻ liệu)

Phối liệu trộn xong được chứa trong thùng cẩu có thể mở đáy, cẩu lên bunke nóclò.Xuống liệu từ bunke xa lỗ tháo xuống trước những bunke gần lỗ tháo xuống sau

Sau khi nạp liệu xong mở các van gió quạt đẩy, quạt hút tiến hành nâng nhiệt độcủa lò và duy trì nhiệt độ 1050-1100 oC để luyện hoàn nguyên Duy trì nhiệt độ trongthời gian 2-3 giờ, khi liệu đã chảy lỏng hoàn toàn nâng nhiệt độ lò lên 1200-1300 oC-Duy trì nhiệt độ lò 1200-1300 oC để xỉ chảy lỏng và thiếc lắng tách hoàn toàn chuẩn bịtháo kim loại và xỉ.Đối với luyện xỉ giầu sau khi liệu chảy lỏng khoảng 2/3 thì tiến hànhcào đảo lần 1 Khi liệu chảy lỏng hoàn toàn nâng nhiệt độ lên 1300-1350 oC và cào đảolần 2

Bụi , khí sinh ra trong quá trình luyện lò phản xạ được thu bằng thiết bị thu bụiphin tĩnh điện Bụi được quay trở lại lò phản xạ,khí thoát ra ngoài qua ống khói của XíNghiệp.Xỉ sinh ra quay trở lại lò phản xạ để luyện tiếp.Sản phâmr thiếc thô được đưa tới

lò hoả tinh luyện để khử sắt,để kim loại nguội tự nhiên đến 500oc.Trong quá trình nguộidần, cứ 30 phút lại dùng vợt vớt sạch bã Thao tác vớt bã phải nhẹ nhàng, không làmxáo trộn bể kim loại làm cho bã chìm xuống đáy bể, bã vớt được đúc thành thỏi 15-20

kg để tiện cất giữ

• Bước 3: Điện phân:

Thiếc sau khi khử sắt đưa đến bể điện phân.Điện phân với tấm anot và tấm catotmẫu.Nạp thiếc sạch (99,95%Sn) hoặc các tấm âm cực sau khi đã điện phân vào nồi nấukim loại, tiến hành nâng nhiệt đến chảy thiếc Khi thiếc đã chảy hết khuấy nhẹ cho vàomột lượng nhựa thông ~ 0.1kg/tsp đễ bã nổi lên bề mặt kim loại, vớt sạch bã chuẩn bịđúc.Ka-tốt được đúc bằng khuôn nghiêng,Trọng lượng thỏi thiếc là 20 ± 0,5 Kg

Lớp K42KTM

10

Trang 11

• Nguồn gốc của nguyên nhiên liệu:

Nguyên vật liệu sử dụng chủ yếu được khai thác từ các nguồn trong nước và mộtphần nhập khẩu qua Công ty trong đó có hai nguồn chính:

Nguyên vật liệu mua từ các đơn vị trực thuộc Công ty TNHH nhà nước một thành

viên kim loại màu Thái Nguyên cụ thể là mua quặng thiếc ở Xí nghiệp thiếc Đại Từ (Xã

Hà Thượng, Huyện Đài Từ, tỉnh Thái Nguyên) Ngoài ra còn có một phần nguyên vật

liệu mua ngoài: than và các phụ tùng, thiết bị cần thiết mua của các cá nhân, tập thể bênngoài

Ngoài các nguồn nguyên, nhiên liệu chính đã kể trên còn có:

+ Nguyên vật liệu phụ gồm: Dầu Madút, dầu nhờn, chổi than, bút thử điện áp tô mát,ôxy, đất đèn,…

+ Nhiên liệu gồm: Dầu FO, xăng A76, xăng A92, than cục Quảng Ninh,…

• Nhu cầu nguyên nhiên liệu đầu vào:[6]

Bảng 5: Nhu cầu nguyên nhiên liệu đầu vào phân xưởng luyện thiếc

Trang 12

 Công đoạn tuyển

- Lò thiêu khử Asen ( làm giàu quặng )

- Lò phản xạ ( luyện thiếc) (công suất 200 tấn/năm)

- Phin điện ( thu hồi bụi thiếc)

- Hệ thống thiết bị điện phân

- Các máy nghiền và trộn quặng

- Pa lăng điện ( cầu trục)

Nước sau xử lý đạt TCVN5945-2005, cột B

Trang 13

Lớp K42KTM

13

Nước sau xử lý đạt QCVN 24-2009, cột B

Nước sau xử lý đạt TCVN5945-2005, cột B

Trang 14

Sau khi tạo bông tại bể phản ứng nước thải sẽ tự chảy sang bể lắng chìm số 1, tạiđây nước trong bên trên sẽ tự chảy sang bể chứa trung gian còn bùn lắng (theo phươngpháp trọng lực) dưới đáy bể lắng sẽ được bơm sang khu vực bãi chứa bùn

Nước thải tại bể chứa trung gian sẽ được xử lý hoá lý lần 2 tương tự như lần đầunhằm đạt hiệu quả loại bỏ kim loại trong nước triệt để hơn nữa, sau đó đạt tiêu chuẩnthải chảy ra hồ chứa để cấp trở lại cho sản xuất hoặc xả thải ra ngoài

Bùn thải của hệ thống được bơm lên bể bùn tách nước cho đến khi lượng bùntrong bể đạt ½ thể tích bể thì được đưa ra khỏi bể bùn được xử lý sau khi phơi khô đếnmột hàm ẩm nhất định sẽ đưa về phân xưởng lò quay của Nhà máy kẽm điện phân đểthu hồi kim loại quý hiếm trong bùn, những kim loại không thu hồi được chuyển hóathành oxit kim loại ở dạng bền vững tồn tại trong xỉ và được thải bỏ như chất thải thôngthường

Các bơm định lượng H2SO4 và NaOH ở ngăn 1 bể phản ứng 1 luôn được đặt chế

độ bơm hết công suất của bơm Các bơm định lượng còn lại sẽ được chỉnh công suấtbơm tuỳ theo tình hình thực tế khi vận hành hệ thống ( sẽ có số liệu chính thức sau khi

hệ thống chạy vận hành thực nghiệm với nước thải sản xuất của xí nghiệp )

Nước thải của hệ thống khi vận hành đạt hiệu qủa tối ưu khi pH của nước thảikhi qua ngăn 2 của bể phản ứng 1 và ngăn 1 bể phản ứng 2 đạt 8-8,5

1.5 Hiện trạng môi trường và tác động của chất thải tại Công ty TNHH Nhà Nước Một Thành Viên Kim Loại Màu Thái Nguyên

1.5.1 Hiện trạng môi trường nước

Có hệ thống cống rãnh thu gom nước mưa, nước chảy tràn tại các khu vực sảnxuất về hệ thống xử lý nước thải chung để xử lý

Nước thải sinh hoạt qua bể phốt cũng được đưa về hệ thống xử lý chung

Nước sau khi qua hệ thống xử lý của Công ty, đạt QCVN 24 – 2009 , được quaytuần hoàn trở lại cho quá trình sản xuất, không thải ra môi trường nữa

Do vậy, môi trường nước ở khu vực quanh Công ty có ô nhiễm do lượng nướcmưa ngấm qua bãi chứa xỉ, quặng xuống đất, làm ảnh hưởng đến chất lượng nước ngầm

1.5.2 Hiện trạng môi trường đất

Khu vực các phân xưởng sản xuất có diện tích 92,694m2 xung quanh có hàng ràoxây cao 2m Các công nghệ sản xuất tạo ra chất thải hầu như không gây tác động đếnSVTH: Nguyễn Thị Lan Hương GVHD: ThS Hoàng Lê PhươngMSSV: 1111061464

Lớp K42KTM

14

Trang 15

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải Công ty THNNMTV Kim Loại Màu Thái Nguyênmôi trường đất xung quanh Khu vực bãi thải rắn nằm trong hàng rào xí nghiệp có diệntích 5.180m2 Các chất thải rắn không hòa tan trong nước nên không gây tác động xấuđến môi trường đất, kể cả vào mùa mưa

1.5.3 Hiện trạng môi trường khí

Khí thải phát sinh ở các phân xưởng sản xuất chủ yếu là CO, CO2, SO2 phát sinhtrong quá trình đốt

Bụi sinh ra từ các quá trình như: quá trình vận chuyển nguyên, nhiên liệu, tại bãitập trung nguyên liệu, quá trình đốt cháy nguyên liệu nung, luyện thiếc, tại các đoạnchuyển tiếp của băng tải, và quá trình thu gom bụi sau xử lý

Tiếng ồn: phát sinh trong quá trình nghiền sàng, trộn phối liệu, quạt gió

Kết quả quan trắc các khí thải độc hại, bụi, tiếng ồn trong và ngoài khu vực sảnxuất cho thấy: Nồng độ các chất ô nhiễm đều thấp hoặc bằng tiêu chuẩn cho phép Nhưvậy môi trường không khí trong và ngoài khu vực sản xuất của Công ty chưa có dấuhiệu bị ô nhiễm

Chương 2: Cơ sở lý thuyết

2.1 Các thông số đặc trưng nước thải Công ty TNHH Nhà Nước Một Thành Viên Kim Loại Màu Thái Nguyên

Tổng lượng nước thải khoảng 250 m3/ngày đêm

Đặc điểm của nguồn nước thải này là chứa các kim loại nặng như: As, Pb, Zn, Fe,nếu không xử lý đạt tiêu chuẩn thì khi thải ra môi trường chúng sẽ gây ra ô nhiễm nguồnnước ngầm và nước mặt khu vực tiếp nhận

Trang 16

10 Mn Mg/l 7,2 1

2.2 Phân tích số liệu nước thải

Như vậy so với cột (B) QCVN 24 – 2009 thì hầu hết các độc hại trong nước thảicủa nhà máy đều vượt tiêu chuẩn và phải xử lý trước khi thải ra môi trường

Hàm lượng các chất cần phải xử lý để đảm bao tiêu chuẩn là:

2.3 Các giải pháp xử lý nước thải

2.3.1 Xử lý nước thải bằng biện pháp cơ học

Thường được áp dụng ở giai đoạn đầu của quy trình xử lý, quá trình được xem nhưbước đệm để loại bỏ các tạp chất vô cơ và hữu cơ không tan hiện diện trong nước nhằmđảm bảo tính an toàn cho các thiết bị và các quá trình xử lý tiếp theo Tùy vào kíchthước, tính chất hóa lý, hàm lượng cặn lơ lửng, lưu lượng nước thải và mức độ làm sạch

mà ta sử dụng một trong các quá trình sau: lọc qua song chắn rác hoặc lưới chắn rác,lắng dưới tác dụng của lực ly tâm, trọng trường, lọc và tuyển nổi

Xử lý cơ học nhằm mục đích

 Tách các chất không hòa tan, những vật chất có kích thước lớn như nhánhcây, gỗ, nhựa, lá cây, giẻ rách, dầu mỡ ra khỏi nước thải

 Loại bỏ cặn nặng như sỏi, thủy tinh, cát

 Điều hòa lưu lường và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải

Lớp K42KTM

16

Trang 17

 Nâng cao chất lượng và hiệu quả của các bước xử lý tiếp theo

Song chắn rác gồm các thanh kim loại tiết diện chữ nhật hình tròn, hình chữ nhậthoặc hình bầu dục Song chắn rác được chia làm 2 loại, loại di động và loại cố định.Song chắn rác được đặt nghiêng một góc 60 – 900 theo hướng dòng chảy Song chắn rácnhằm chắn giữ các cặn bẩn có kích thước lớn ở dạng sợi: giấy, rau cỏ, rác

Để khử các chất lơ lửng có kích thước nhỏ hoặc các sản phẩm có giá trị, thường sửdụng lưới lọc có kích thước lỗ từ 0,5 – 1mm Khi tang trống quay, thường với vận tốc0,1 đến 0,5 m/s, nước thải thường lọc qua bề mặt trong hay ngoài, tùy thuộc vào sự bốtrí đường ống dẫn nước vào Các vật thải được cào ra khỏi mặt lưới bằng hệ thống cào

Do đặc điểm của công nghệ sản xuất một số ngành công nghiệp, lưu lượng và nồng

độ nước thải thường không đều theo các giờ trong ngày Sự dao động lớn về lưu lượngnày sẽ ảnh hưởng không tốt đến những công trình xử lý phía sau Để duy trì dòng thải

và nồng độ vào công trình xử lý ổn định, khắc phục được những sự cố vận hành do sựdao động về nồng độ và lưu lượng của nước thải và nâng cao hiệu suất của các quá trình

xử lý sinh học người ta sẽ thiết kế bể điều hòa Thể tích bể phải tương đương 6 – 12hlưu nước trong bể với lưu lượng xử lý trung bình Bể điều hòa được phân loại như sau:

- Bể điều hòa lưu lượng

Nguyên lý làm việc của bể thường dựa trên cơ sở trọng lực Dựa vào chức năng,

vị trí, bể lắng được chia thành: bể lắng đợt 1 trước công trình xử lý sinh học và bể lắngđợt 2 sau công trình sinh học

Dựa vào nguyên lý hoạt động, có các loại bể lắng như: bể lắng hoạt động giánđoạn và bể lắng hoạt động liên tục

Dựa vào cấu tạo: bể lắng đứng, bể lắng ngang, bể lắng ly tâm và một số bể lắng khác.SVTH: Nguyễn Thị Lan Hương GVHD: ThS Hoàng Lê PhươngMSSV: 1111061464

Lớp K42KTM

17

Trang 18

 Bể vớt dầu mỡ:

Nhằm loại bỏ các tạp chất có khối lượng riêng nhỏ hơn nước Các chất này sẽ bịt kín

lổ hổng giữa các hạt vật liệu lọc trong các bể lọc sinh học… và chúng cũng phá hủy các cấutrúc bùn hoạt tính trong bể Aeroten, gây khó khăn trong quá trình lên men cặn

2.3.2 Xử lý nước thải bằng biện pháp sinh học

Phương pháp xử lí sinh học là sử dụng khả năng sống, hoạt động của vi sinh vật đểphân huỷ các chất bẩn hữu cơ có trong nước thải Các vi sinh vật sử dụng các hợp chấthữu cơ và một số khoáng chất làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng Trong quátrình dinh dưỡng, chúng nhận các chất dinh dưỡng để xây dựng tế bào, sinh trưởng vàsinh sản vì thế sinh khối của chúng được tăng lên Quá trình phân hủy các chất hữu cơnhờ vi sinh vật gọi là quá trình oxy hóa sinh hóa Phương pháp xử lý sinh học có thểthực hiện trong điều kiện hiếu khí( với sự có mặt của oxy) hoặc trong điều kiện kỵkhí( không có oxy)

Phương pháp xử lý sinh học có thể ứng dụng để làm sạch hoàn toàn các loại nướcthải chứa chất hữu cơ hoà tan hoặc phân tán nhỏ Do vậy phương pháp này thường được

áp dụng sau khi loại bỏ các loại tạp chất thô ra khỏi nước thải có hàm lượng chất hữu cơcao

Quá trình xử lý sinh học gồm các bước :

- Chuyển hoá các hợp chất có nguồn gốc cacbon ở dạng keo và dạng hoà tan thànhthể khí và thành các vỏ tế bào vi sinh

- Tạo ra các bông cặn sinh học gồm các tế bào vi sinh vật và các chất keo vô cơtrong nước thải

- Loại các bông cặn ra khỏi nước thải bằng quá trình lắng

a Xử lí nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện tự nhiên

Để tách các chất bẩn hữu cơ dạng keo và hoà tan trong điều kiện tự nhiên người ta

xử lý nước thải trong ao, hồ ( hồ sinh vật) hay trên đất ( cánh đồng tưới, cánh đồnglọc…)

Hồ sinh vật là các ao hồ có nguồn gốc tự nhiên hoặc nhân tạo, còn gọi là hồ oxyhoá, hồ ổn định nước thải, … xử lí nước thải bằng phương pháp sinh học Trong hồ sinhvật diễn ra quá trình oxy hoá sinh hoá các chất hữu cơ nhờ các loài vi khuẩn, tảo và các

Lớp K42KTM

18

Trang 19

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải Công ty THNNMTV Kim Loại Màu Thái Nguyênloại thủy sinh vật khác, tương tự như quá trình làm sạch nguồn nước mặt Vi sinh vật sửdụng oxy sinh ra từ rêu tảo trong quá trình quang hợp cũng như oxy từ không khí để oxyhoá các chất hữu cơ, rong tảo lại tiêu thụ CO2, photphat và nitrat amon sinh ra từ sựphân huỷ, oxy hoá các chất hữu cơ bởi vi sinh vật Để hồ hoạt động bình thường cầnphải giữ giá trị pH và nhiệt độ tối ưu Nhiệt độ không được thấp hơn 60C Theo bản chấtquá trình sinh hoá, người ta chia hồ sinh vật ra các loại hồ hiếu khí, hồ sinh vật tuỳ tiện(Faculative) và hồ sinh vật yếm khí

Quá trình xử lý nước thải xảy ra trong điều kiện đầy đủ oxy, oxy được cung cấp quamặt thoáng và nhờ quang hợp của tảo hoặc hồ được làm thoáng cưỡng bức nhờ các hệthống thiết bị cấp khí Độ sâu của hồ sinh vật hiếu khí không lớn từ 0,5-1,5m

Có độ sâu từ 1.5 – 2.5m , trong hồ sinh vật tùy tiện, theo chiều sâu lớp nước có thểdiễn ra hai quá trình : oxy hoá hiếu khí và lên men yếm khí các chất bẩn hữu cơ Trong

hồ sinh vật tuỳ tiện vi khuẩn và tảo có quan hệ tương hỗ đóng vai trò cơ bản đối với sựchuyển hoá các chất

Có độ sâu trên 3m ,với sự tham gia của hàng trăm chủng loại vi khuẩn kỵ khí bắtbuộc và kỵ khí không bắt buộc Các vi sinh vật này tiến hành hàng chục phản ứng hoásinh học để phân huỷ và biến đổi các hợp chất hữu cơ phức tạp thành những chất đơngiản, dễ xử lý Hiệu suất giảm BOD trong hồ có thể lên đến 70% Tuy nhiên nước thảisau khi ra khỏi hồ vẫn có BOD cao nên loại hồ này chỉ chủ yếu áp dụng cho xử lý nướcthải công nghiệp rất đậm đặc và dùng làm hồ bậc 1 trong tổ hợp nhiều bậc

Cánh đồng tưới là những khoảng đất canh tác, có thể tiếp nhận và xử lý nước thải

Xử lý trong điều kiện này diễn ra dươi tác dụng của vi sinh vật, ánh sáng mặt trời,không khí và dưới ảnh hưởng của cac hoạt động sống thực vật, chất thải bị hấp thụ vàgiữ lại trong đất, sau đó các loại vi khuẩn có sẵn trong đất sẽ phân huỷ chúng thành cácchất đơn giản để cây trồng hấp thụ Nước thải sau khi ngấm vào đất , một phần đượccây trồng sử dụng Phần còn lại chảy vào hệ thống tiêu nước ra sông hoặc bổ sung chonước nguồn

b Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện nhân tạo

Lớp K42KTM

19

Trang 20

 Phương pháp xử lý hiếu khí

Phương pháp lọc sinh học dựa trên dựa trên quá trình hoạt động của vi sinh vật ở màngsinh học, oxi hoá các chất hữu cơ có trong nước Các màng sinh học là tập thể các visinh vật ( chủ yếu là vi khuẩn ) hiếu khí, kị khí, tuỳ tiện Các vi sinh vật hiếu khí tậpchung ở phần lớp ngoài của màng sinh học Ở đây chúng phát triển và gắn với giá mang

là các vật kiệu lọc ( được gọi là sinh trưởng gắn kết hay sinh trưởng bám dính )

Trong quá trình làm việc các vật liệu lọc tiếp xúc với nước chảy từ trên xuống, sau

đó nước thải đã được làm sạch được thu gom xả vào lắng 2 Nước của lắng 2 có thể kéotheo mảng vỡ của màng sinh học bị tróc ra khi lọc làm việc Trong thực tế, một phầnnước đã qua lắng 2 được quay trở lại làm nước pha loãng cho các loại nứơc thải đậmđặc trước khi vào bể lọc và giữ nhiệt cho màng sinh học làm việc

Chất hữu cơ nhiễm bẩn trong nước thải bị oxi hoá bởi quần thể vi sinh vật ở màngsinh học màng này thường dày khoảng 0,1-0,4 mm Các chất hữu cơ trước hết đượcphân huỷ bởi vi sinh vật hiếu khí Sau khi thấm sâu vào màng, nước hết oxi hoà tan vaf

sẽ chuyển sang phân huỷ bởi vi sinh vật kị khí Khi các chất hữư cơ trong nước thải cạnkiệt, vi sinh vật ở màng sinh học sẽ chuyển sang hô hấp nội bào và khả năng kết dínhcũng giảm, dần dần bị vỡ cuốn theo nước lọc Hiện tượng này gọi là tróc màng, sau đólớp mang mới lại xuất hiện

Lớp K42KTM

20

Tiêu đề	Công Nghệ Sản Xuất Bột Kẽm Và Thiếc Thỏi Trên Thế Giới Và Việt Nam
Tác giả	Nguyễn Thị Lan Hương
Người hướng dẫn	ThS. Hoàng Lê Phương
Trường học	Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp
Chuyên ngành	Kỹ thuật công nghệ
Thể loại	Đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Thái Nguyên

Định dạng
Số trang	41
Dung lượng	539 KB

công nghệ sản xuất bột kẽm và thiếc thỏi trên thế giới và Việt Nam

Tính toán bể lắng đứng