Chất thải nguy hại ngành hóa chất vô cơ cơ bản

TỒNG QUANHoá chất và sản phẩm hoá chất được sản xuất từ ngành công nghiệp hoá chất, mang lại nhiều ứng dụng và lợi ích cao cho nền kinh tế, hóa chất là ngành kinh tế không thể thiếu đối

VIỆN MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN

MỤC LỤC

1 TỔNG QUAN NGÀNH HÓA CHẤT 2

1.1 Giới thiệu chung 2

1.2 Hệ thống quản lý CTNH của ngành sản xuất hóa chất cơ bản 2

1.2.1 Tình hình kinh doanh và tồn trữ 2

1.2.2 Phương thức quản lý hoá chất .2

1.2.3 Tình hình quản lý hoá chất nguy hiểm trên địa bàn tỉnh Đồng Nai 4

2 CÁC ĐẶC ĐIỂM Ô NHIỄM LIÊN QUAN ĐẾN NGÀNH SẢN XUẤT HÓA CHẤT VÔ CƠ CƠ BẢN 4

2.1 Nguồn phát sinh nước thải 4

2.1.1 Nước thải sinh hoạt 4

2.1.2 Nước thải sản xuất 4

2.2 Nguồn phát sinh khí thải 5

2.3 Nguồn phát sinh chất thải rắn 5

2.3.1 Chất thải rắn sinh hoạt 5

2.3.2 Chất thải rắn công nghiệp không nguy hại 5

2.3.3 Chất thải nguy hại 5

2.4 Ô nhiễm do nhiệt 5

2.5 Sự cố rò rỉ hóa chất 5

3 CHẤT THẢI NGUY HẠI TỪ NGÀNH SẢN XUẤT HOÁ CHẤT VÔ CƠ CƠ BẢN.6 3.1 AXIT SUNFURIC: 6

3.1.1 Quy trình sản xuất: 6

3.1.2 Chất thải 8

3.2 AXIT CLOHYDRIC (HCl) 9

3.2.1 Quy trình sản xuất: 9

3.2.2 Chất thải 11

3.3 XÚT-CLO 11

3.3.1 Quy trình sản xuất: 11

3.3.2 Chất thải 14

3.4 AXIT PHOTPHORIC 14

3.4.1 Quy trình sản xuất: 15

3.4.2 Chất thải 17

3.5 PHÂN LOẠI CHẤT THẢI NGUY HẠI THEO THÔNG TƯ 12/2011/TT-BTNMT

NGÀY 14 THÁNG 4 NĂM 2011 18

4 HỆ THỐNG QUẢN LÝ VÀ XỬ LÝ CHẤT THẢI NGUY HẠI 19

4.1 Hệ thống thu gom và vận chuyển CTNH 19

4.2 Hệ thống xử lý CTNH 23

4.2.1 Oxy hóa hóa học 23

4.2.2 Phương pháp nhiệt 24

4.2.3 Công nghệ ổn định hóa rắn 30

4.2.4 Các chất phụ gia thường dùng để ổn định hóa rắn chất thải nguy hại 32

4.3 Quy trình thu gom, vận chuyển và lưu chứa chất thải nguy ại của công ty CP MT Việt Úc (Vinausen) 35

5 GIỚI THIỆU NHÀ MÁY SẢN XUẤT HÓA CHẤT VÔ CƠ 39

5.1 Thông tin chung về nhà máy 39

5.2 Thông tin về hoạt động sản xuất của nhà máy 39

5.2.1 Nhu cầu nguyên liệu, hoá chất, nhiên liệu: 39

5.2.2 Nhu cầu cấp nước 40

5.2.3 Danh mục thiết bị 40

5.2.4 Quy trình sản xuất 43

5.2.5 Loại sản phẩm 47

5 Chất thải rắn 47

Tài liệu tham khảo 49

TỒNG QUAN

Hoá chất và sản phẩm hoá chất được sản xuất từ ngành công nghiệp hoá chất, mang lại nhiều ứng dụng và lợi ích cao cho nền kinh tế, hóa chất là ngành kinh tế không thể thiếu đối với một nền công nghiệp phát triển, hoá chất được sử dụng trong nhiều ngành kinh tế: năng lượng, giao thông, công nghiệp, nông nghiệp, thủy sản, xây dựng, cũng như các hoạt động nghiên cứu khoa học và công nghệ khác Đặc biệt trong các ngành công nghiệp như điện tử, cơ khí, giày da, giấy, bột giấy, in ấn, mạ, phân bón, thuốc bảo vệ thực vật, chế biến thực phẩm, thủy sản…thì hoá chất được sử dụng với số lượng lớn cả về số lượng và chủng loại hoá chất Sản phẩm hoá chất cơ bản phần nào tạo tiền đề, động lực cho sự phát triển kinh tế xã hội, đáp ứng trong mọi lĩnh vực từ các ngành công nghiệp mũi nhọn, chủ lực, đến các ngành công nghệ cao; có mặt trong hầu hết các sản phẩm, hàng hoá mà chúng ta đang sử dụng, góp phần không nhỏ nâng cao chất lượng các sản phẩm phục vụ cho nhu cầu thiết yếu của con người

Tuy nhiên, hoạt động hoá chất cũng luôn tiềm ẩn các nguy cơ đe dọa đến tính mạng, sức khoẻ con người, đến an ninh xã hội và môi trường trong suốt vòng đời tồn tại của nó Các tổ chức thế giới đã có nhiều khuyến cáo đối với các quốc gia trong việc sử dụng hoá chất hợp lý và hiệu quả, nhằm giảm thiểu các nguy cơ rủi ro cho con người và môi trường từ các hoạt động hoá chất Các tai nạn cháy nổ, chết người, bệnh nghề nghiệp, phá hủy môi trường và hàng loạt các vấn đề khác…cũng phát sinh từ vấn đề sử dụng hoá chất

Vậy kiểm soát và phòng ngừa hoá chất như thế nào, bảo quản, sử dụng và biện pháp quản lý chúng ra sao để giảm tác động xấu đến sức khoẻ con người và môi trường là một vấn đề rất khó khăn và phức tạp

Quản lý hoá chất, đặc biệt là ngành sản xuất hoá chất vô cơ cơ bản là một trong những vấn đề ưu tiên quan tâm trong kế hoạch hành động quốc gia về Môi trường và Phát triển bền vững của Việt Nam đến năm 2000 đã được đề xuất ngay

từ năm 1991 Thế nhưng, hiện nay Quản lý an toàn hoá chất đang là vấn đề thách thức của thời đại, từ hiện trạng thiếu thông tin, dữ liệu về hoá chất dẫn đến việc bất cập trong việc quản lý hoá chất, không kiểm soát được rủi ro hoá chất, ô nhiễm hoá chất gây ra cho sức khoẻ con người và hệ sinh thái

Đến nay con số về hoá chất sử dụng vào ngành công nghiệp vẫn chưa được thống kê đầy đủ? loại hoá chất gì? nguồn gốc hoá chất từ đâu? (nhập khẩu hay thị trường trong nước)? Cách quản lý hoá chất như thế nào? kiểm soát ra sao? đặc biệt

là các hoá chất nguy hiểm Những tai nạn về hoá chất, những sự cố rò rỉ hoá chất, cháy nổ và tai nạn lao động, nguyên nhân nào dẫn đến các sự cố….hàng loạt các câu hỏi trên đến nay còn đang bỏ ngõ và thiếu thông tin

Từ những vấn đề trên, việc xây dựng một hệ thống quản lý về hoá chất vô

cơ cơ bản là vấn đế hết sức cần thiết

1 TỔNG QUAN NGÀNH HÓA CHẤT

1.1 Giới thiệu chung

Hóa chất bao gồm hóa chất hữu cơ và vô vơ

Hóa chất cơ bản là một chuyên ngành trong cơ cấu của ngành công nghiệp hóa chất

1.2 Hệ thống quản lý CTNH của ngành sản xuất hóa chất cơ bản

1.2.1 Tình hình kinh doanh và tồn trữ

Với nhóm kinh doanh hoá chất có 2 loại hình kinh doanh điển hình:

Loại hình 1: Hoá chất nhập khẩu từ nước ngoài, được tồn trữ, bảo quản và

sau đó sang chiết, đóng gói cung cấp tới khách hàng Các loại dung môi hữu cơ được nhập từ nước ngoài bằng đường tàu biển và bằng phuy:

Có khoảng 25 sản phẩm dung môi hữu cơ (hoá chất nguy hiểm) các loại với tổng sản lượng phân phối là 97.859 tấn/năm trong năm 2007, năm 2008 (100.331 tấn/năm) và dự kiến năm 2009 tăng khoảng 30% so với năm 2007 do có sự phát triển của một số nhóm sản phẩm tăng lên như sản xuất sơn, mực in, gỗ, giày, ngành sản xuất nệm mút

Loại hình2: Kinh doanh hoá chất theo hình thức trao tay, không có tồn trữ

hoá chất

Đối với loại hình mua bán hoá chất này thuộc về các doanh nghiệp TNHH,

tư nhân trong nước Hoá chất phần lớn được mua từ các doanh nghiệp sản xuất hoá chất trong nước, một phần nhập khẩu trực tiếp từ nước ngoài, sau đó được vận chuyển thẳng tới khách hàng, hoàn toàn không có kho chứa hoá chất, một số các hoá chất nhỏ lẻ chưa bán kịp sẽ được để trong nhà kho tạm thời tại văn phòng công ty, đây là các doanh nghiệp đóng trên địa bàn gần các khu dân cư Ngoài ra còn nhiều cửa hàng hoá chất mua bán nhỏ lẻ hộ gia đình, nằm trong khu dân cư Đây là thành phần kinh tế ngày càng tăng trong thời gian gần đây, hoá chất được mua bán trong gia đình, không có kho chứa đúng chức năng, một vấn đề cần phải được quan tâm, đảm bảo an toàn cho sức khoẻ con người và môi trường sống xung quanh

Với loại hình 2 này, kinh doanh các hoá chất vô cơ cơ bản là chủ yếu và khá đa dạng với khoảng 40 loại hoá chất nguy hiểm khác nhau với tổng sản lượng khoảng 14.242 tấn/năm hoá chất vô cơ các loại trong năm 2007, năm 2008 (khoảng 14.961 tấn/năm)

1.2.2 Phương thức quản lý hoá chất

Về phương thức quản lý hoá chất theo từng lĩnh vực và theo từng nhóm ngành được thể hiện theo sơ đồ khái quát sau:

Như vậy, hiện trạng quản lý trên cho thấy, an toàn hoá chất là vấn đề quan tâm lớn của Chính phủ, quản lý an toàn hoá chất được coi trọng ở tất cả các lĩnh vực nhất là đối với công nghiệp, nông nghiệp, y tế…và dần dần các hệ thống văn

50.000-70.000 chất thông dụng

có cùng phương thức quản lý giám sát từ sản xuất – thải bỏ

~ 4.000 chất nguy hiểm

HC cấm

HC kinh doanh

có điều kiện

HC phải có KH ngăn ngừa sự cố

HC kinh doanh có ĐK

Các Bộ quản lý về phạm vi,

liều lýợng sử dụng/ giám sát

trong sản phẩm

Điều kiện kỹ thuật, KH sự cố, ứng

phó, quy chuẩn KTAT nghiêm ngặt,

khai báo, báo cáo

Điều kiện kỹ thuật, ĐK thị

trường, quy chuẩn KTAT, khai

báo, báo cáo

Điều kiện kỹ thuật, quy chuẩn

KTAT, khai báo, báo cáo

Phân loại, ghi nhãn, xây dựng

phiếu an toàn, quy chuẩn KTAT

Biện pháp quản lý:

Thử nghiệm xác định nguy hiểm/ không

nguy hiểm, Luật lao động

Sử dụng có điều kiện (không được

sử dụng trong thực phẩm/ytế …)

Quản lý theo lĩnh vực

Dược phẩmChất

BVTV

Thực phẩm

VLNCN

Chứa 1 trong ~4000 hóa chất nguy hiểm

~ 70.000 sản phẩm hóa chất thông dụng

Ma túy

Xăng dầu

Luật PC ma túy – Bộ Y tế, C An

PL Vệ sinh ATTP – Bộ Y tế

Luật dược - Bộ Y tế

Biện pháp quản lý theo nhóm:

Tính toán phân loại, ghi nhãn,

phiếu SDS, kiểm soát chất nguy

hiểm, các quy định KTAT, khai

báo, đăng ký, báo cáo, kiểm tra

giám sát

Thông tư QL thuốc BVTV – Bộ

NN&PTNT

bản này ngày càng được hoàn thiện Từng nhóm hoá chất sẽ được quản lý theo quy định của các bộ ngành chức năng có liên quan.

Tuy nhiên, các văn bản dưới luật chưa đồng bộ, chồng chéo, chưa phù hợp với nguyên tắc quốc tế, thiếu các quy chuẩn, tiêu chuẩn an toàn để có căn cứ áp cụ thể cho việc áp dụng thực thi quản lý an toàn hoá chất Và vấn đề đặt ra là Bộ ngành chức năng nào nắm vai trò chủ đạo chính trong vấn đề quản lý hoá chất, các đối tượng có hoạt động liên quan đến hoá chất nói chung và đặc biệt là hoá chất nguy hiểm có trách nhiệm và nghĩa vụ như thế nào trong quá trình hoạt động của mình Khi xảy ra những sự cố nghiêm trọng liên quan đến hoá chất thì cơ quan chuyên môn nào chịu trách nhiệm chính để giải quyết và xử lý

Xuất phát từ hiện trạng và thực tế trên, Bộ Công thương đã chủ trì xây dựng một bộ luật thống nhất về quản lý hoá chất – Đó là Luật Hoá chất và trong kỳ họp thứ 2 Quốc hội khóa XII đã thông qua Luật Hoá chất có giá trị thực hiện từ 01/7/2008

1.2.3 Tình hình quản lý hoá chất nguy hiểm trên địa bàn tỉnh Đồng Nai

• Các hoá chất nguy hiểm được sử dụng nhiều ở các ngành như: hoá chất cơ bản, thuốc trừ sâu, nhuộm, sơn, mực in, điện tử Bao gồm các nhóm hoá chất như: Nhóm dễ cháy, nổ; nhóm hoá chất độc; nhóm hoá chất gây phản ứng;

• Các hợp chất, hỗn hợp chất như phụ gia, các chất dẻo, keo dán, thuốc nhuộm, bột màu…được thể hiện hoàn toàn bằng những tên thương mại

• Một số các hoá chất cơ bản, các dung môi hữu cơ, hoạt chất thuốc trừ sâu, phân bón, dược phẩm được thể hiện rõ ràng về tên, thành phần và công thức hoá học

• Công tác quản lý an toàn hoá chất tại doanh nghiệp chưa cao về: trang thiết

bị chứa hoá chất, hệ thống nội bộ ngăn ngừa và kiểm soát hoá chất, đội ngũ cán bộ quản lý chuyên ngành…

2 CÁC ĐẶC ĐIỂM Ô NHIỄM LIÊN QUAN ĐẾN NGÀNH SẢN XUẤT HÓA CHẤT VÔ CƠ CƠ BẢN

2.1 Nguồn phát sinh nước thải

2.1.1 Nước thải sinh hoạt

Gồm có nước thải từ nhà vệ sinh, nước thải từ nhà ăn và nước thải từ các hoạt động sinh hoạt khác Thành phần nước thải thường có hàm lượng cao các chất hữu cơ (đặc trưng bởi các chỉ tiêu BOD5, COD), các chất rắn lơ lửng (TSS), chất dinh dưỡng (N, P), dầu mỡ động thực vật và vi sinh

2.1.2 Nước thải sản xuất

- Do quá trình sản xuất tại Công ty, nước chủ yếu sử dụng để pha loãng nguyên liệu

- Nước thải phát sinh từ quá trình làm nguội bề mặt bồn chứa, vệ sinh thiết bị

và quá trình rửa bồn chứa định kỳ, ngoài ra còn có nước thải từ quá trình tráng rửa dụng cụ trong phòng thí nghiệm Loại nước thải này thường bị ô nhiễm bởi các chất rắn lơ lửng với pH không ổn định

2.2 Nguồn phát sinh khí thải

- Hơi hóa chất (axit, xút, dung môi hữu cơ) phát sinh từ quá trình thử nghiệm của phòng thí nghiệm và trong công đoạn pha loãng, chiết nạp hóa chất vào bình

- Khí SO2, CO, NO2, VOC, bụi,… có trong khí thải của các phương tiện vận tải vào ra khuôn viên Công ty để giao nhận hàng và của các phương tiện bốc dỡ hàng tại Công ty

2.3 Nguồn phát sinh chất thải rắn

2.3.1 Chất thải rắn sinh hoạt.

Chất thải rắn sinh hoạt bao gồm: thực phẩm, rau quả dư thừa, túi nilon, giấy,

vỏ lon, vỏ hộp, chai lọ,… phát sinh từ khu nhà ăn và chất thải rắn sinh hoạt từ khu nhà vệ sinh

2.3.2 Chất thải rắn công nghiệp không nguy hại.

Chất thải rắn công nghiệp không nguy hại bao gồm: Gỗ vụn, chai lọ bằng nhựa hoặc thủy tinh, can nhựa hỏng

2.3.3 Chất thải nguy hại.

Chất thải nguy hại phát sinh từ hoạt động sản xuất

2.4 Ô nhiễm do nhiệt.

- Công nghệ sản xuất của Công ty chủ yếu là pha loãng và chiết nạp hóa chất nên không phát sinh nhiệt thừa Nhiệt độ của khu vực sản xuất chủ yếu bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ của môi trường tự nhiên

2.5 Sự cố rò rỉ hóa chất

- Do đặc trưng của ngành sản xuất hóa chất, nếu không đảm bảo an toàn trong thao tác vận hành, kiểm tra, bảo trì máy móc, thiết bị thì rất có khả năng xảy ra sự cố rò rỉ hoặc đổ hóa chất Một số nguyên nhân phổ biến như sau:

+ Các thùng (bồn) chứa hóa chất bị rò rỉ do có khiếm khuyết tại nắp đậy hoặc đậy không chặt;

+ Thao tác vận hành khi pha loãng, chiết tách không đúng quy định;

+ Không cẩn trọng trong công tác vận chuyển hay dịch chuyển các thùng chứa làm

đổ hóa chất ra ngoài

3 CHẤT THẢI NGUY HẠI TỪ NGÀNH SẢN XUẤT HOÁ CHẤT VÔ CƠ

CƠ BẢN

3.1 AXIT SUNFURIC:

Axit sunfuric dùng để sản xuất phèn lọc nước, nước đổ bình ắcquy, sản xuất phân bón, thuốc nhuộm, sơn, dược phẩm, chất dẻo, các sản phẩm gốc sunfat, ….Riêng axít Sunfuric tinh khiết: được sản xuất theo phương pháp chưng cất axit Sunfuric kỹ thuật Dùng trong phòng thí nghiệm, công nghệ điện tử và sản xuất các sản phẩm chất lượng cao

3.1.1 Quy trình sản xuất:

- Nguồn nguyên liệu sản xuất axit sunfuric trên thế giới: theo thống kê, sản lượng axit sunfuric trên thế giới được sản xuất từ các nguồn nguyên liệu khác nhau như sau:

+ Đi từ lưu huỳnh: 65%

+ Đi từ khí thải của ngành luyện kim (như SO2, H2S, ): 23%

+ Đi từ quặng pirit: 9%

+ Đi từ các nguồn khác: 3%

- Có 2 phương pháp:

Phương pháp tiếp xúc: dùng vanadi(V) oxyt V2O5 hoặc K2O làm xúc tác

Phương pháp tháp: dùng NO làm xúc tác, xảy ra trong tháp đệm

+ Phương pháp tiếp xúc cho nồng độ axit cao (98 – 99%), tuy nhiên chi phí cao Trong phương pháp tiếp xúc bao gồm: phương pháp tiếp xúc đơn và tiếp xúc kép Ngày nay trên thế giới và trong nước sử dụng chủ yếu phương pháp tiếp xúc kép với xúc tác là V2O5

+ Phương pháp tháp: chi phí đầu tư đơn giản nhưng nồng độ axit chỉ đạt 70 – 75% Phương pháp này chỉ được dùng trong trường hợp sản xuất hỗn hợp axit sunfuric

2 Tinh chế khí SO 2

Khí ra khỏi lò đốt có thành phần chủ yếu là nitơ (do sử dụng oxy không khí), khí SO2 (khoảng 10%) ngoài ra còn có chứa rất nhiều bụi và hơi nước Để loại bụi ra khỏi sản phẩm khí phải xử lý qua nhiều công đoạn như loại bỏ bụi có

cỡ hạt lớn bằng hệ thống các cyclon khô và ướt, loại bụi trực tiếp bằng các thiết bị rửa khí, cuối cùng là lọc tĩnh điện để loại bỏ triệt để bụi ra khỏi sản phẩm khí chứa

SO2

3 Oxy hoá SO 2 thành SO 3 :

Bản chất của quá trình này là oxy hoá SO2 để trở thành SO3:

2 SO2 + O2 → 2 SO3 ( có xúc tác V2O5)

Khí SO2 được oxy hoá thành SO3 với sự trợ giúp của xúc tác trong thiết bị chuyển hoá Thiết bị này gồm 4 lớp xúc tác, trong đó 3 lớp đầu thuộc giai đoạn chuyển hoá thứ nhất và lớp còn lại thuộc giai đoại chuyển hoá thứ hai Khí giàu

SO2 có nhiệt độ 430oC đi vào lớp xúc tác thứ nhất Qua ba lớp xúc tác khoảng 85%

SO2 chuyển hoá thành SO3 Phản ứng chuyển hoá là toả nhiệt và nhiệt này dùng để gia nhiệt khí SO2 tuần hoàn lại tháp hấp thụ thứ nhất đến nhiệt độ 430oC và nhiệt còn lại dùng để gia nhiệt nước cấp cho nồi hơi trong thiết bị tận dụng nhiệt đầu tiên

Giai đoạn chuyển hoá thứ hai, đạt được hiệu suất chuyển hoá 99,7% và nhiệt phản ứng cũng được tận dụng tại thiết bị tận dụng nhiệt thứ hai

3

Bụi Quặng Xỉ quặng Bụi, nước thải

Khí thải SO2, SO3

Hoàn thành sản phẩmBụi

4 Hấp thụ anhydrit sunfuaric SO 3 tạo axit và oleum:

Hệ thống hấp thụ ở đây là hệ thống hấp thụ ngược chiều, H2SO4 thu được từ quá

trình trước được đi qua thiết bị hấp thụ Sau khi đi qua ống thứ nhất, nồng độ axit

tăng đến 96%,sau lần thứ hai tăng đến 98,3%, sau lần thứ ba tăng đến 99,7%

- Phản ứng:

n SO3 + H2O = H2 SO4 + (n-1) SO3 Tuỳ theo tỉ lệ giữa lượng SO3 và H2O mà nồng độ axit thu được sẽ khác

nhau:

n > 1 là sản phẩm là oleum

n = 1 sản phẩm là monohydrat (axit sunfuaric 100%)

n < 1 sản phẩm là axit loãng

Thông thường, người ta có xu hướng sản xuất toàn bộ sản phẩm ở dưới

dạng oleum để bảo quản vận chuyển và sử dụng thuận lợi hơn Muốn vậy cho hỗn

hợp khí chứa SO3 qua tháp có tưới oleum Tháp oleum chỉ hấp thụ được một phần

SO3 trong hỗn hợp khí Hàm lượng SO3 còn lại trong khí ra khỏi tháp oleum khá

lớn Do đó để hấp thụ hết SO3 lại phải đưa hỗn hợp tiếp tục qua tháp hấp thụ thứ

hai tưới monohydrat (tháp monohydrat) Đến đây mới kết thúc quá trình hấp thụ

SO3

Ở đây không dùng nước hấp thụ SO3 do hàm lượng hấp thụ không được

nhiều, do đó người ta sử dụng oleum hấp thụ SO3 để đạt hiệu suất cao hơn

3.1.2 Chất thải

3.1.2.1 Khí thải

Khí thải gồm SO2,SO3 và mù axit sunfuric (do SO3 kết hợp với hơi nước

ở nhiệt độ thấp hơn điểm ngưng tụ của SO3) phát sinh phần lớn từ các công đoạn:

tạo khí SO2, tinh chế khí SO2, công đoạn tiếp xúc và quá trình hấp thụ tạo axit

sunfuric Ngoài ra còn có SO2, CO, CO2 được hình thành trong các quá trình đốt

than, dầu cho lò hơi

SO3 dư

H2O

3.1.2.2 Nước thải

Nước làm nguội trong qua trình hấp thụ SO3, tuy nhiên lượng nước này được tuần hoàn sử dụng lại (tới 90 - 95% ) Ngoài ra, còn có nước thải do làm vệ sinh nhà xưởng, nhưng với lượng không đáng kể

- Trong quá trình sản xuất có sử dụng một số loại chất xúc tác Những chất này chỉ

sử dụng được trong một thời gian, sau đó chúng trở nên trơ, giảm hoặc không còn khả năng xúc tác Vì vậy chúng sẽ bị thải ra ngoài như một loại chất thải rắn Trong các chất xúc tác đó có V2O5, là một chất rất độc, làm mắt bị sưng tấy, rát mũi, cổ họng, ảnh hưởng tới hệ thống hô hấp

- Do đặc điểm môi trường sản xuất axit, dễ bị rò rỉ các khí axit và mù axit nên các máy móc trang thiết bị trong nhà máy rất dễ bị ăn mòn, phải được thay thế Đây cũng là một nguồn chất thải rắn lớn

Axit HCl được tổng hợp từ khí clo và khí hydro đã làm nguội, ở điều kiện

áp suất dương Quá trình tổng hợp là phản ứng giữa khí clo và hydro xảy ra trong tháp tổng hợp theo phản ứng (1) Khí HCl tạo ra được làm nguội và hấp thụ bằng nước trong thiết bị hấp thụ đệm theo phản ứng (2)

H2 (K) + Cl2 2 HCl(K) (1)

HCl (K) + H2O HCl.H2O (2)

Quá trình phản ứng xảy ra trong tháp diễn ra theo nguyên tắc: khí đi từ dưới lên nước tưới từ trên xuống tạo ra axit HCl Axit HCl được đưa sang thiết bị trao đổi nhiệt bằng nước công nghiệp để làm nguội rồi chảy về thùng chứa Phần khí HCl chưa được hấp thụ hết đưa sang hấp thụ lại bằng nước ở thiết bị hấp thụ thải, phần dịch này có lẫn một phần axit cho qua bể đá để xử lý rồi thải Axit loãng nhận được từ tháp thu hồi HCl được đưa trở lại tưới tháp hấp thụ để làm tăng nồng

độ axit đến khi đạt yêu cầu

Hình 1: Sơ đồ công nghệ sản xuất HCl từ khí H 2 và Cl 2 đã làm sạch trước đó.

Dòng khí liên tục vào tháp tổng hợp nhờ hệ thống hút chân không (quạt hoặc sử dụng hơi hoặc nước có áp lực) đặt sau hấp thụ thu hồi khí HCl Ra khỏi hệ thống tháp tổng hợp, axit sản phẩm có nồng độ đạt yêu cầu 31% HCl được chứa trong bồn chứa bằng composit Nhiệt sinh ra do phản ứng tổng hợp HCl được tải

đi nhờ hệ thống nước làm nguội

Hình 1 Sơ đồ công nghệ sản xuất axit Clohydric kèm theo dòng thải

3.2.2 Chất thải

- Khí thải ra từ quá trình sản xuất gồm hơi HCl, Cl2 và nhiệt sinh ra xấp xỉ

40oC

- Nước thải chứa axit HCl được sử dụng để sản xuất axit HCl nồng độ 32%

- Chất thải rắn từ công đoạn sản xuất gồm cặn muối, bùn thải chứa canxi, magiê

và chất không tan khác

3.3 XÚT-CLO

Xút được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp như chất tẩy rửa, sơn, sản xuất giấy, công nghệ lọc dầu, công nghệ dệt nhuộm, thực phẩm, xử lý nước, sản xuất các loại hóa chất như Silicat Natri, Al(OH)3, chất trợ lắng PAC,

3.3.1 Quy trình sản xuất:

Toàn bộ dây chuyền sản xuất xút (NaOH) là dựa trên phản ứng điện phân nước muối (nước cái) Trong quá trình này dung dịch muối (NaCl) được điện phân thành clo nguyên tố (trong buồng anốt), dung dịch natri hydroxit, và hydro nguyên

tố (trong buồng catôt) Nhà máy có thiết bị để sản xuất đồng thời xút và clo thường được gọi là nhà máy xút-clo Phản ứng tổng thể để sản xuất xút và clo bằng điện phân là:

2Na + + 2H2O + 2e− → H2 + 2NaOH

Phản ứng điện phân dung dịch muối ăn là:

2NaCl + 2H2O → 2NaOH + H2 + Cl2

(Điều kiện: điện phân có màng ngăn)

Hình 3 Sơ đồ công nghệ sản xuất xút kèm theo dòng thải

Quy trình sản xuất được hình thành từ 3 công đoạn sản xuất chính gồm:

- Công đoạn tinh chế nước muối

Muối nguyên liệu có hàm lượng NaCl khoảng 90%, chứa một số tạp chất như Ca2+,

Mg2+, SO42-, các tạp chất cơ học như đất, cát…gây ảnh hưởng xấu đến quá trình điện phân, làm giảm hiệu suất của quá trình Do vậy, nhiệm vụ của công đoạn này

là làm sạch muối công nghiệp đạt tiêu chuẩn kỹ thuật cho công đoạn điện phân tiếp theo

Muối nguyên liệu được hoà tan bằng nước muối thu hồi của công đoạn cô đặc và được sục hơi nóng để tăng tốc độ hoà tan Nước muối đi từ dưới lên qua cột muối

đạt nồng độ 310 - 315 g/l (gần bão hoà) Tiếp đó các ion Ca2+, Mg2+, SO42- có ảnh hưởng xấu đến quá trình điện phân được kết tủa bằng Na2CO3, BaCl2, NaOH theo phương trình :

SO42- + BaCl2 > BaSO4 + 2Cl-

Ca2+ + Na2CO3 -> CaCO3 + 2Na+

4 Mg2+ + NaOH -> Mg(OH)2 + 2Na+

Kết tủa cùng với tạp chất không tan được loại khỏi nước muối nhờ thiết bị lắng trong Sau khi lắng trong, nước muối được đưa tới khâu xử lý nước muối thứ cấp Tại đây chất không tan còn lại trong nước muối được tiếp tục loại bỏ bằng cột lọc antraxit Sau đó nước muối được trung hoà, gia nhiệt và khử các ion Ca2+,

Mg2+, Al3+ bằng cách cho đi qua cột trao đổi ion Nước muối sau khi ra khỏi cột trao đổi ion có độ tinh khiết rất cao sẽ được bơm lên thùng cao vị trước khi cấp vào thùng điện giải

- Công đoạn điện phân

Mục đích của công đoạn này là sản xuất ra xút lỏng, khí clo và khí hydro Nước muối đảm bảo chỉ tiêu kỹ thuật từ công đoạn nước muối được bơm lên thùng cao vị rồi xuống thiết bị trao đổi nhiệt, tại đây được nâng nhiệt độ lên 80 -

90oC sau đó chuyển xuống thùng điện phân Tại đây, dưới tác dụng của dòng điện một chiều quá trình điện phân xảy ra theo phản ứng:

2NaCl + 2H2O > 2NaOH + Cl2 + H2

Xút sau khi ra khỏi thùng điện phân có nồng độ 10% và lượng muối còn nhiều do hiệu suất phân huỷ muối khoảng 50%, dung dịch xút loãng này được bơm sang thùng chứa của công đoạn cô đặc

- Công đoạn cô đặc

Mục đích của công đoạn này là nâng cao nồng độ NaOH và tách thu hồi lượng muối trong dung dịch xút

Dung dịch xút loãng được bơm cấp vào thiết bị cô đặc có ống tuần hoàn trung tâm Tại đây, dung dịch điện phân loãng đi trong ống, hơi nóng có nhiệt độ cao đi ngoài ống cấp nhiệt làm bốc hơi nước trong dịch nâng cao nồng độ xút

Mặt khác, để thu hồi lượng muối có trong dung dịch xút, dùng bơm tuần hoàn qua cyclon lỏng tách muối Dung dịch xút đạt nồng độ được làm lạnh và đưa về thùng chứa

Lượng xút và muối sau khi tách ở cyclon lỏng được đưa xuống thùng lọc muối Tại đây, dùng nước rửa hết lượng xút kéo theo rồi dùng khí nén lượng dịch rửa nén ra thùng chứa dịch xút để vào cô đặc lại Lượng muối tinh thể nằm trong thùng lọc được hoà tan bằng nước rồi nhờ khí nén, nén sang công đoạn nước muối

để hoà tan muối nguyên liệu

Hiện nay có nhiều công nghệ sản xuất NaOH Điểm phân biệt giữa các công nghệ này là ở phương pháp ngăn cản không cho natri hydroxit và khí clo lẫn lộn với nhau, nhằm tạo ra các sản phẩm tinh khiết

• Buồng điện phân kiểu thủy ngân: Trong buồng điện phân kiểu thuỷ ngân thì không sử dụng màng hoặc màn chắn mà sử dụng thuỷ ngân như một phương tiện chia tách

• Buồng điện phân kiểu màng chắn: Trong buồng điện phân kiểu màng chắn, nước muối từ khoang anôt chảy qua màng chia tách để đến khoang catôt; vật liệu làm màng chia tách là amiang phủ trên catôt có nhiều lỗ

• Buồng điện phân kiểu màng ngăn: Trong buồng điện phân kiểu màng ngăn thì màng chia tách là một màng trao đổi ion

3.4.1 Quy trình sản xuất Clo, Xút, Axit HCl kết hợp.

Hình 3: Sơ đồ quy trình sản xuất Clo, xút, axit HCl kết hợp

3.4.1 Quy trình sản xuất:

Có hai phương pháp sản xuất axit photphoric:

- Phương pháp ướt: Quặng photphat phản ứng với axit sunfuric

- Phương pháp khô: Quặng photphat cùng với SiO2 được gia nhiệt trong lò điện, dùng than khử thành photpho sau đó được oxy hoá và hydrat hoá

Đối với quặng photphat của Việt nam, phương pháp ướt được lựa chọn do chi phí sản xuất thấp hơn

Trong phương pháp ướt, axit photphoric được tạo ra do phản ứng giữa axit sunfuric (H2SO4) với quặng photphat Quặng phot phat được sấy, nghiền cho tới khi 60 - 70% hạt quặng có kích thước nhỏ hơn 0,15 mm và sau đó được đưa liên tục vào thiết bị phản ứng với axit sunfuric Phản ứng còn kết hợp canxi trong quặng phot phat với sunfat tạo thành CaSO4, hay được gọi là gíp Gíp được tách ra khỏi dung dịch phản ứng bằng cách lọc

Phản ứng hoá học chính để sản xuất axit photphoric bằng phương pháp ướt như sau:

Ca3(PO4) + CaF2 + 10H2SO4 → 6H3PO4 + 10CaSO4 + nH2O +2HF

Axit photphoric được thu hồi bằng cách lọc và tách ra khỏi bùn tạo thành khi phân huỷ hai lần quặng photphat bằng axit sunfuric

Trong quá trình phản ứng, tinh thể gíp bị kết tủa và được tách ra khỏi axit bằng quá trình lọc Các tinh thể được tách ra cần phải được rửa để thu hồi được ít nhất 99% axit photphoric trong phần lọc được

Như vậy, quá trình sản xuất axit photphoric gồm 5 công đoạn như sau:

- Công đoạn 1 : Chuẩn bị bùn quặng

Quặng photphat được đưa tới hố bùn quặng qua cân cấp lượng không đổi

Trong hố quặng photphat được trộn với nước để chuẩn bị bùn quặng với nồng độ gần 40% trọng lượng

- Công đoạn 2 : Phân huỷ

Bùn quặng photphat được cấp vào thiết bị trộn sơ bộ và bị phân huỷ một phần bằng axit sunfuric được pha loãng từ (98% đến 70 - 80% trọng lượng) và axit photphoric lấy ra từ công đoạn lọc

Bùn photphat trên và hỗn hợp axit được chuyển tới thiết bị phân huỷ photphat để tạo thành axit photphoric

Điều khiển nhiệt độ bằng cách thổi không khí trên bề mặt bùn qua một số ống và giữ nhiệt khoảng 85-90oC, có khoảng 80% photphat được phân huỷ

Axit photphoric ngậm 1/2 nước là chất không ổn định được đưa vào công đoạn tiếp theo

- Công đoạn 3: Kết tinh

Ra khỏi thiết bị cuối cùng, bùn nóng được đưa khỏi thiết bị kết tinh liên tục qua máng chảy tràn trong thiết bị kết tinh được làm nguội giữ ở nhiệt độ 55 -60oC bằng cách thổi không khí để đạt nhiệt độ bùn tối ưu cho kết tinh và hydrat hoá gíp ngậm 1/2 H2O chuyển thành gíp ngậm 2H2O

Cuối cùng thu được axit photphoric chứa 28 - 30% P2O5 và gíp ngậm 2H2O có chất lượng mong muốn

Nước lọc 3 từ bậc lọc thứ 3 được dùng làm nước rửa cho bậc lọc 2 Nước lọc 4 được dùng làm nước rửa cho bậc lọc 3 Bã gíp ướt được chuyển tới bãi chất đống gíp ở bên ngoài băng tải

- Công đoạn 5 : Cô đặc axit

Thiết bị có 2 cụm cô đặc gồm buồng bốc hơi, bơm tuần hoàn cho buồng bốc

hơi, bộ phận gia nhiệt và máy tạo chân không

Axit tuần hoàn được gia nhiệt khi nó qua các ống của bộ phận gia nhiệt và nước trong axit được bay hơi trong buồng bốc hơi

Nguồn nhiệt cung cấp cho bộ phận gia nhiệt là hơi nước áp suất thấp buồng bốc hơi duy trì chân không nhờ hệ thống tạo chân không Khí flo bay hơi trong khi cô đặc được thu hồi ở dạng dung dịch 20% H2SiF6 (theo trọng lượng) bằng tháp rửa khí flo

Hình 2 Sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất axit Photphoric ( theo công nghệ

bản quyền của Prayon-Mark IV – Bỉ) 3.4.2 Chất thải

- Khí thải chủ yếu là HF và SiF4 (từ phản ứng giữa H2SO4 với quặng apatít để tạo H3PO4, từ thiết bị ngưng tụ và từ bể chứa gíp) Ngoài ra còn có khí flo thoát ra trong quá trình sản xuất

- Nước thải:

+ Nước làm nguội từ công đoạn cô đặc axit photphoric có chứa hợp chất flo

và axit photphoric Nước thải này được sử dụng trong sản xuất axit photphoric.+ Nước thải ra môi trường chính là từ thiết bị làm mềm nước, từ bãi gíp, từ phòng thí nghiệm và từ vệ sinh nhà xưởng

- Chất thải rắn là gíp với thành phần chính là thạch cao CaSO4 2H2O

CaO : 41,1 % khối lượng;

F : 0,2 % khối lượng;

SiO2 : 8,4 % khối lượng;

Stt Tên chất thải Nguồn phát sinh Mã CTNH

1 Từ sản xuất Axit sunfuric

1.1 Axit sunfuric thải Do rò rỉ từ thùng chứa hay đường ống dẫn 02 01 01

hay đường ống dẫn 02 01 02

3 Từ sản xuất Axit photphoric

3.1 Axit photphoric thải

-Do rò rỉ từ thùng chứa hay đường ống dẫn

- Trong bã gíp

02 01 04

3.2 Bã gíp Từ công đoạn phân hủy quặng photphat 02 04 03

4 Natri hydroxit thải Do rò rỉ từ thùng chứa hay đường ống dẫn 02 02 01

5 Bùn thải Từ xử lý nước thải 02 05 01

6 Giẻ lau dính dầu, mỡ bôi trơn Trong quá trình bão dưỡng thiết bị 18 02 01

4 HỆ THỐNG QUẢN LÝ VÀ XỬ LÝ CHẤT THẢI NGUY HẠI

4.1 Hệ thống thu gom và vận chuyển CTNH

Chất thải nguy hại được vận chuyển từ nơi phát sinh đến nơi xử lý hay thải bỏ Việc vận chuyển là không thể tránh khỏi vì vậy vấn đề quan tâm hàng đầu trong quá trình vận chuyển là đảm bảo an toàn trong suốt lộ trình vận chuyển cho dù là vận chuyển bằng đường bộ, đường hàng không hay đường thủy

Để đảm bảo an toàn trong suốt quá trình vận chuyển hai vấn đề được đặt ra là sẽ chở chung những loại chất thải nguy hại nào với nhau và lộ trình nên chọn như thế nào là an

toàn nhất Việc lựa chọn vận chuyển chung chất thải nguy hại góp phần giảm được số lần vận chuyển và giải quyết nhanh chóng lượng chất thải nguy hại phát sinh tại các nhà máy.

Tuy nhiên không phải chất thải nào cũng được vận chuyển chung với nhau vì như vậy sẽ làm tăng nguy cơ cháy nổ trong chính khối chất thải được vận chuyển Vì vậy khi vận chuyển chất thải nguy hại cũng nên theo nguyên tắc như trong khi lưu giữ chất thải nguy hại Có thể tham khảo TCVN 5507-1991 để tìm hiểu thêm

Xe vận chuyển chất thải thường sử dụng các xe chuyên dùng với cấu tạo và thiết kế đặc biệt nhằm tránh các sự cố có khả năng xảy ra trong quá trình vận chuyển Một số dạng xe thường được dùng trong vận chuyển chất thải nguy hại như sau (hình 5.4)

Bồn chứa chất lỏng không áp

Bồn chứa chất lỏng áp suất thấp

Bồn chứa áp suất cao

Thùng chứa hàng

Thùng chứa hàng nhiều ngăn

Hình: Một số dạng xe thường được dùng trong vận chuyển chất thải nguy hại

Vật liệu làm bồn chứa có thể là thép không rỉ, thép cạc bon, thép hợp kim tùy thuộc vào loại chất thải được chứa

Lộ trình vận chuyển phải được hoạch định (lựa chọn) sao cho tránh tối đa các sự cố giao thông và ô nhiễm môi trường Tuyến vận chuyển chất thải thường được chọn sao cho ngắn nhất, đảm bảo khoảng cách an toàn đối với khu dân cư, khu vực có nguồn nước dùng cho sinh hoạt, không đi qua các giao lộ lớn, nhiều xe và đông người qua lại Thời điểm vận chuyển không nên trùng với các giờ cao điểm và rút ngắn tối đa thời gian vận chuyển

Bảng Một số vật liệu dùng để chế tạo thùng chứa và loại chất thải tương ứng

Vật liệu Loại chất thải

- Vỏ bồn phải được làm bằng vật liệu thích ứng với môi trường chuyên chở

- Thùng chứa phải có cấu trúc thỏa mãn tiêu chuẩn kỹ thuật TCVN hoặc của Thế giới

- Kết cấu và thiết kế của bồn chứa cần phải chú ý đến khả năng chịu nhiệt, áp lực, tải trọng

- Các thiết bị hỗ trợ như an toàn, kỹ thuật sắp xếp hợp lý, phương án bảo vệ an toàn chống lại những rủi ro gây nguy hiểm khi vận chuyển

- Mỗi thùng chứa phải phân chia khu để thuận tiện cho việc sắp xếp khối lượng hàng lớn

4.1.2 Vận chuyển bằng đường hàng không

Khi vận chuyển chất thải bằng đường hàng không, ngoài các vấn đề cần xem xét như trong vận chuyển bằng đường bộ cần phải quan tâm đến các điều kiện khác gây tác động đến độ an toàn của vận chuyển đặc biệt là sự thay đổi áp suất Nói chung phải tuân thủ các qui định đối với chất thải nguy hại của Tổ Chức Vận Chuyển Hàng Không Dân Dụng Quốc Tế –IATA

4.1.3 Vận chuyển bằng đường biển

Ngoài việc vận chuyển bằng đường bộ, đường hàng không, việc vận chuyển bằng đường biển cũng tăng đáng kể Việc vận chuyển bằng đường biển cũng được qui định chặt chẽ nhằm tránh các sự cố đáng tiếc có thể xảy ra gây nguy hại đến con người, tàu và môi trường sinh thái Khi vận chuyển bằng đường biển ngoài các tiêu chuẩn về mặt môi trường cần phải tuân thủ theo các qui định của Tổ Chức Hàng Hải Quốc Tế –IMO

- Khi vận chuyển bằng đường biển, chủ vận chuyển phải có ý thức trách nhiệm giữ gìn cẩn thận lô hàng Phải có danh sách hàng hóa hay bảng kê khai chỉ ra vị trí của hàng hóa hay chất thải trên tàu

- Chất thải phải được sắp xếp gọn gàng bố trí tuân thủ các điều kiện như được nêu trong phần lưu giữ chất thải

- Những chất thải dễ bay hơi phải được sắp xếp trong các khoang có hệ thống thông gió.

- Những chất có khả năng phát nhiệt hay cháy nổ phải có các biện pháp ngăn ngừa thích hợp, nếu không thì sẽ không được phép chuyên chở

4.2 Hệ thống xử lý CTNH

4.2.1 Oxy hóa hóa học

Đây là phương pháp sử dụng tác nhân oxy hóa để oxy hóa chất hữu cơ trong chất thải với mục đích chuyển đổi dạng hoặc thành phần chất thải là mất đi hoặc giảm độc tính của nó

Là quá trình được sử dụng rộng rãi trong xử lý nước sinh hoạt, nước thải nguy hại và nước thải công nghiệp không độc hại hay nước thải sinh hoạt Được dùng để ôxy hóa –khử các thành phần hữu cơ có độc tính trong nước thải, chẳng hạn như phenol, chất bảo

vệ thực vật, dung môi hữu cơ chứa clo, hợp chất đa vòng, benzen, toluen hay các thành phần vô cơ như sunfít, am mô nhắc, xyanua và kim loại nặng Các hoá chất được dùng trong quá trình có thể là clo và hợp chất của clo [Cl2, NaOCl, Ca(OCl)2], ôxy già (H2O2), thuốc tím (KMnO4), ôzôn (O3) Ngày nay có xu hướng sử dụng oxy già và ô zôn nhiều hơn là clo và hợp chất của clo Vì khi sử dụng clo, nếu trong nước thải có chứa các chất vòng thơm, thì trong quá trình oxyhóa- khử có thể hình thành các sản phẩm phụ

là các vòng thơm chứa clo có tính độc rất cao đối với môi trường và con người Bên cạnh

đó, việc sử dụng oxy già và ô zôn còn được kết hợp với nhau và kết hợp với các yếu tố xúc tác khác (xúc tác sử dụng là đèn tia cực tím UV, Fe2+) nhằm tăng hiệu quả của quá trình oxy hóa chẳng hạn như quá trình sử dụng kết hợp ôzôn/H2O2, UV/H2O2; ôzôn/UV, ôzôn/UV/H2O2; H2O2/Fe2+ Sơ đồ một hệ thống oxy hóa sử dụng UV/H2O2 được minh họa trong hình bên dưới

Một ví dụ cổ điển về oxy hóa sử dụng Clo như sau

Cl-Trong điều kiện kiềm

CNCl- + 2NaOH → NaCNO + H2O + NaCl

2 NaCNO +3 Cl2 +4NaOH → N2 + 2CO2 +6NaCl + 2H2O

Hình: Sơ đồ hệ thống oxy hóa sử dụng UV/H 2 0 2