ĐỀ XUẤT DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO NHÀ MÁY SỬA CHỮA TÀU BIỂN NOSCO

Ngày nay, cùng với sự phát triển khoa học công nghệ, kèm với sự phát triển mạnh về dân số, đi theo đó là sự gia tăng về nhu cầu cải thiện chất lượng sống của con người. Con người đã phát minh ra nhiều khoa học – công nghệ máy móc phục vụ đời sống của mình, tuy nhiên, quá trình sử dụng khoa học – công nghệ đã gây ra những ảnh hưởng nhất định đến môi trường. Một trong những vấn đề đáng quan tâm là ô nhiễm môi trường từ nước thải công nghiệp. Với sự đa dạng về ngành nghề cũng như sự đặc thù của mỗi loại nước thải công nghiệp, mà có thể sử dụng các phương pháp cũng như kỹ thuật khác nhau để xử lý. Công ty cổ phần sửa chữa tàu biển Nosco – Vinalines là một trong những đơn vị lớn của Tổng Công Ty Hàng Hải Việt Nam (Vinalines) hoạt động trong lĩnh vực sửa chữa tàu biển. Công ty được xây dựng tại vùng biển nước sâu thuộc địa phận Thị xã Quảng Yên, Tỉnh Quảng Ninh, Việt Nam trên diện tích hơn 100ha có độ sâu lý tưởng trên 8m với vị trí địa lý nằm trong khu vực có mạng lưới vận chuyển hang hóa bằng đường biển năng động nhất trên thế giới tạo điều kiện cho việc sửa chữa cũng như cung cấp dịch vụ cho các chủ tàu trong nước và quốc tế. Với đặc thù nghề nghiệp của mình, công ty trong quá trình vận hành, phát sinh ra một lượng nước thải nhất định vào môi trường. Để có thể vận hành không gây ảnh hưởng đến môi trường, Công ty cần xây dựng hệ thông xử lý nước thải sản xuất và sinh hoạt trước khi thải ra môi trường. Chính vì những lý do trên, nhóm em quyết định chọn đề tài: “Đề xuất dây chuyền xử lý nước thải cho nhà máy sửa chữa tàu biển Nosco – Vinalines”.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

KHOA MÔI TRƯỜNG

TIỂU LUẬN MÔN HỌC

ĐỀ XUẤT DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO NHÀ MÁY SỬA CHỮA TÀU BIỂN NOSCO

Giảng viên hướng dẫn : TS Nguyễn Thu Huyền

Học viên thực hiện : Bùi Đức Sơn

Nguyễn Thị Hương Thúy

Lê Thu Trang Trần Thị Thục Trang

Lê Hồng Tú

HÀ NỘI, 2017

MỞ ĐẦU

Ngày nay, cùng với sự phát triển khoa học công nghệ, kèm với sự phát triểnmạnh về dân số, đi theo đó là sự gia tăng về nhu cầu cải thiện chất lượng sống củacon người Con người đã phát minh ra nhiều khoa học – công nghệ máy móc phục

vụ đời sống của mình, tuy nhiên, quá trình sử dụng khoa học – công nghệ đã gây ranhững ảnh hưởng nhất định đến môi trường Một trong những vấn đề đáng quantâm là ô nhiễm môi trường từ nước thải công nghiệp

Với sự đa dạng về ngành nghề cũng như sự đặc thù của mỗi loại nước thảicông nghiệp, mà có thể sử dụng các phương pháp cũng như kỹ thuật khác nhau để

xử lý

Công ty cổ phần sửa chữa tàu biển Nosco – Vinalines là một trong những đơn vị lớncủa Tổng Công Ty Hàng Hải Việt Nam (Vinalines) hoạt động trong lĩnh vực sửachữa tàu biển Công ty được xây dựng tại vùng biển nước sâu thuộc địa phận Thị xãQuảng Yên, Tỉnh Quảng Ninh, Việt Nam trên diện tích hơn 100ha có độ sâu lýtưởng trên 8m với vị trí địa lý nằm trong khu vực có mạng lưới vận chuyển hanghóa bằng đường biển năng động nhất trên thế giới tạo điều kiện cho việc sửa chữacũng như cung cấp dịch vụ cho các chủ tàu trong nước và quốc tế Với đặc thùnghề nghiệp của mình, công ty trong quá trình vận hành, phát sinh ra một lượngnước thải nhất định vào môi trường Để có thể vận hành không gây ảnh hưởng đếnmôi trường, Công ty cần xây dựng hệ thông xử lý nước thải sản xuất và sinh hoạttrước khi thải ra môi trường

Chính vì những lý do trên, nhóm em quyết định chọn đề tài: “Đề xuất dâychuyền xử lý nước thải cho nhà máy sửa chữa tàu biển Nosco – Vinalines”

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu nhà máy

- CÔNG TY CỔ PHẦN SỬA CHỮA TÀU BIỂN NOSCO – VINALINES

- Đại điện: Ông Trần Đức Thắng

- Giai đoạn 2: Đầu tư nâng cấp, mở rộng nhiệm vụ sản xuất đảm bảo côngsuất sửa chữa tàu đến 100.000DWT đạt 220 – 250 lượt/năm và đóng mới tàu biểnđến 100.000DWT đạt 200.000 tấn/năm

Vị trí địa lý

Vị trí khu xây dựng Nhà máy đã được xác định nằm ở bờ phải sông Chanh(bờ trái là đảo Quả Soài), thượng lưu kênh Cái Tráp, thuộc địa phận thị xã QuảngYên, tỉnh Quảng Ninh Ranh giới quy hoạch được khống chế bởi các điểm có tọa độnhư sau:

Bảng 1.1 Ranh giới quy hoạch của dự án

Tên điểm Hệ tọa độ - KTT 107

- Phía Đông giáp sông Chanh

- Phía Tây, Nam và Bắc giáp khu đất nông nghiệp

Tổng diện tích khu đất 1.102.735m2

1.2 Dây chuyền sản xuất

Hình 1.1 Sơ đồ công nghệ sửa chữa tại Nhà máy

Các bước sửa chữa chính khái quát như sau: Chạy thử nghiệm, kiểm tra, lập

kế hoạch tiến độ sửa chữa và tiếp nhận tàu => chuẩn bị vật tư, thiết bị phục vụ chosửa chữa => đưa tàu vào ụ/sàn nâng => tháo rã các thiết bị đưa về các xưởng sửachữa=> lắp đặt thiết bị sau sửa chữa xuống tàu (tại ụ/bệ sàn nâng) => hạ thủy =>thử nghiệm => bàn giao

Cụ thể nội dung công việc sửa chữa bao gồm:

1.2.1 Khảo sát tại bến.

Trước khi đưa tàu vào nhà máy, chủ tàu và nhà máy căn cứ tình hình cụ thể

có thể tiến hành tổ chức thử tàu tại bến hoặc đường dài để khảo sát tình trạng hoạtđộng của toàn bộ máy móc thiết bị và các tính năng hàng hải của con tàu

1.2.2 Đưa tàu vào ụ/sàn nâng.

Sử dụng tàu lai dắt và các tời kéo để đưa tàu vào ụ/sàn nâng Các thiết bịchính gồm 01 tàu kéo đẩy 3.200CV và 2 tàu kéo lai dắt công suất 1.000CV

Căn chỉnh các đế kê tàu ở đáy và hai bên hông nhằm đảm bảo tránh biếndạng thân vỏ tàu, sau đó sử dụng tời kéo để nâng tàu lên mặt nước

1.2.3 Khảo sát tàu trên bệ sửa chữa lập hạng mục sửa chữa

ngày 15/10/2009 Thủ tướng Chính phủ phê duyệt quy hoạch vận tải biển ViệtNam đến năm 2020, định hướng đến năm 2030, trong đó xác định mục tiêu, cơ cấuphát triển đội tầu biển Việt Nam đến năm 2020, định hướng đến 2030, đặc biệt là độitầu Quốc gia năm 2009 và nửa đầu năm 2010 có sự phát triển vượt bậc, tính đếntháng 5 năm 2010 tổng đội tầu Quốc gia đạt 1630 chiếc với tổng trọng tải 6.847.212DWT (so với 1.151 chiếc/4.324.558 DWT trọng tải năm 2008), trong đó các tầu cótrọng tải lớn được đầu tư mạnh mẽ, chỉ tính riêng Vinalines có 16 chiếc trong khoảngtrọng tải từ 50.000 – 70.000DWT, tổng nhu cầu sửa chữa đội tầu >20.000DWT (làcác gam tầu hiện không có nhà máy nào trong nước đủ năng lực sửa chữa) của Quốcgia hiện đạt 46 chiếc/năm trong khi mục tiêu giai đoạn đầu của dự án chỉ sửa chữađược gam tầu đến 40.000DWT với công suất 20 lượt chiếc/năm tại ụ nổi Do vậy,việc nghiên cứu điều chỉnh lại mục tiêu dự án giai đoạn đầu cho phù hợp với thực tếthị trường, trong đó đẩy nhanh việc đầu tư sàn nâng, tăng số bệ sửa chữa và tăng sức

nâng của sàn đảm bảo nâng tầu dưới 50.000DWT, đồng thời không đầu tư ụ nổi40.000DWT tránh trùng lặp (về qui mô và sức nâng) và tránh lãng phí là hết sức cầnthiết Do đó, Công ty cổ phần sửa chữa tàu biển Nosco – Vinalines đã quyết địnhchấp thuận chủ trương cho phép nghiên cứu điều chỉnh dự án đầu tư xây dựng Nhàmáy sửa chữa tàu biển Nosco – Vinalines Các giai đoạn thực hiện dự án bao gồm:

- Giai đoạn 1: đầu tư xây dựng sàn nâng tàu dưới 50.000DWT và các hạngmục công trình như khu vực hoàn thiện tàu, nhà xưởng, bãi tác nghiệp… phục vụsửa chữa tàu trọng tải đến 50.000DWT

- Giai đoạn 2: Đầu tư nâng cấp, mở rộng nhiệm vụ sản xuất đảm bảo côngsuất sửa chữa tàu đến 100.000DWT đạt 220 – 250 lượt/năm và đóng mới tàu biểnđến 100.000DWT đạt 200.000 tấn/năm

+ Đến năm 2015, Công ty tiếp tục tiến hành thực hiện đầu tư vào dự án DoCông ty không triển khai dự án trong thời gian 24 tháng kể từ thời điểm quyết địnhphê duyệt báo cáo đánh giá tác động môi trường nên dự án thuộc điểm a, khoản 1,điều 20 Luật Bảo vệ môi trường số 55/2014/QH13 ngày 23/06/2014 Do đó, Công ty

cổ phần sửa chữa tàu biển Nosco – Vinalines đã tiến hành lập lại Báo cáo đánh giá tácđộng môi trường (ĐTM) Dự án đầu tư xây dựng Nhà máy sửa chữa tàu biển Nosco –Vinalines – Giai đoạn 1 (Điều chỉnh) tại xã Tiền Phong, thị xã Quảng Yên, tỉnhQuảng Ninh trình Sở Tài nguyên và Môi trường

Kiểm tra chiều dày tôn vỏ, các kết cấu vỏ tàu, các tấm tôn, các kết cấu vỏ tàumòn quá giới hạn quy phạm đăng kiểm cho phép thì thống nhất với cơ quan đăngkiểm cùng chủ tàu lập bản vẽ thay thế tôn vỏ và các kết cấu

Tháo chân vịt và hệ thống trục chân vịt để kiểm tra, tính số liệu với chủ tàu

và điều kiện quyết định hạng mục sửa chữa

Tháo hệ thống lái để kiểm tra, tính số liệu với chủ tàu và điều kiện quyếtđịnh hạng mục sửa chữa

Tháo hệ thống van thông biển để kiểm tra, tính số liệu với chủ tàu và điềukiện quyết định hạng mục sửa chữa

Tháo để khảo sát và kiểm tra máy chính, máy phụ, các thiết bị trên boong, cácthiết bị thông tin dưới hầm máy; các hệ thống neo, lái, cứu sinh, cứu hỏa hệ thống ống

balat, lacach, chống ô nhiễm, các hệ thống điện, điện động, trang thiết bị điện tử, nghikhí hàng hải

1.2.4 Làm sạch và sơn vỏ tàu.

Trong nhà máy sử dụng công nghệ phun cát, phun hạt mài và phun nước áplực cao để làm sạch vỏ tàu kết hợp lao động thủ công cạo sạch gỉ, hà bám ở vỏ tàu.Công nghệ làm sạch vỏ tàu bằng cát, phun hạt mài và phun nước áp lực cao là chutrình khép kín từ quá trình phun làm sạch, thu hồi vật liệu đưa về khu vực xử lý môitrường Đây là các phương án công nghệ làm sạch đã được áp dụng cho rất nhiềunhà máy đóng mới và sửa chữa tàu biển trong nước và nước ngoài, cũng được ápdụng tại Nhà máy sửa chữa tàu biển Nosco – Vinalines

Sau khi vỏ tàu được làm sạch, tiến hành sơn theo quy trình riêng của hãngcung cấp sơn, chiều dày màng sơn được xác định theo tiêu chuẩn kỹ thuật Trướckhi tiến hành sơn các lớp sơn, tình trạng bề mặt phải được kiểm tra xác nhận bằngbiên bản của nhà máy – chủ tàu – hãng sơn

1.2.5 Thay tôn vỏ và các kết cấu

Dựa vào bản vẽ thay tôn và các kết cấu cụ thể đã được thống nhất với chủ tàu

và cơ quan đăng kiểm lập quy trình công nghệ lắp ráp và hàn tỉ mỉ phục vụ thi công.Việc thay tôn và các kết cấu vỏ tàu phải tuân thủ theo các nguyên tắc sau đây:

- Khu vực cắt thay tôn và các kết cấu phải được làm vệ sinh sạch sẽ, đảm bảocác điều kiện phòng chống cháy nổ, phải bố trí các dụng cụ phòng chống cứu hoả

và người thường trực trong quá trình thi công, phải đảm bảo có thông gió cưỡngbức và thiết bị hút khí độc khi thi công trong các hầm kín

- Thực hiện việc thay tôn và các kết cấu theo nguyên tắc đối xứng, từ giữa rahai bên mạn, từ đáy lên mạn rồi mới lên boong và thượng tầng để giảm biến dạng

- Cắt thay các kết cấu trước (nếu phải thay các kết cấu) hàn xong các kết cấutrước với nhau sau đó mới thay tôn bao

- Cắt thay tôn bao theo nguyên tắc thay lần lượt từng tấm tôn một, sau khihàn hoàn chỉnh tờ tôn mới thay với các kết cấu và các tấm tôn khác rồi mới tiếp tụcthay tiếp các tấm tôn khác tiếp theo Trường hợp phải thay cả tôn bao và các kếtcấu, hoặc thay cả phân đoạn phải có quy trình đảm bảo chống biến dạng

+ Phải dùng vật liệu là tôn tấm và thép hình cùng mác với tôn vỏ cũ.

+ Phải dùng que hàn phù hợp với loại tôn vỏ và được đăng kiểm cấp giấychứng chỉ chất lượng

+ Phải lựa chọn thợ hàn tôn bao vỏ ngoài có giấy cấp chứng chỉ của cơ quanđăng kiểm

- Trong sửa chữa ta thường gặp các khu vực thường phải thay tôn bao là:+ Đáy đôi

+ Khu vực mạn tàu vùng mớn nước thay đổi

+ Khu vực chân các vách ngăn trong hầm hàng và ca bin

+ Tôn mép boong, tôn mép mạn

+ Khu vực mũi tàu (thường do va chạm)

+ Khu vực đuôi tàu

1.2.6 Sửa chữa phần máy - hệ trục

Theo hạng mục sửa chữa công việc sửa chữa máy có thể bao gồm: Bảodưỡng hay sửa chữa máy chính, máy phụ trên cơ sở thay mới, nắn chỉnh, gia côngphục hồi các chi tiết, ổ đỡ, bạc lót, hệ trục chân vịt, bánh lái; rà làm phẳng các mặtmáy, làm khít các van, làm nhẵn các bề mặt ổ đỡ, bạc lót và xi lanh có đường kínhlớn

Các chi tiết, thiết bị sẽ được gia công sửa chữa tại các phân xưởng sau đóđưa xuống tàu lắp ráp

Theo yêu cầu của đăng kiểm các phần máy móc sửa chữa hoặc thay mới sẽđược tiến hành cùng với việc sửa chữa phần vỏ

1.2.7 Sửa chữa đường ống, các hệ thống ống.

Các đường ống hư hỏng được kiểm tra ngay từ khi tàu vào bến Các đườngống, các đầu nối, các van được thay mới hoặc sửa chữa cùng với việc sửa chữa phần

vỏ hoặc tiến hành sau khi hoàn thiện phần sửa chữa vỏ

Các công việc sửa chữa, gia công các hệ thống ống được thực hiện trongphân xưởng và lắp đặt lên tàu

1.2.8 Sửa chữa, gia công các chi tiết phi kim loại.

Các công việc sửa chữa điện, điện tử, sửa chữa mộc được sửa chữa đồngthời với việc sửa chữa vỏ, máy khi tàu trong ụ và hoàn thiện sau khi hạ thuỷ tàu.

1.2.9 Chuẩn bị hạ thuỷ tàu.

- Phần tôn vỏ sau khi tiến hành thay các tấm tôn và các kết cấu phải tiếnhành thử kiểm tra đường hàn và tính kín của các két, các hầm và toàn bộ vỏ tàu

- Kiểm tra chất lượng đường hàn qua các bước:

+ Kiểm tra bằng mắt thường và đo kích thước các mối hàn

+ Kiểm tra tính kín đường hàn bằng phương pháp quét vôi thử dầu

+ Kiểm tra chất lượng đường hàn bằng máy siêu âm

+ Kiểm tra đường hàn bằng máy X – quang

- Sau khi các bước kiểm tra nêu trên đạt kết quả yêu cầu, tiến hành thử tínhkín của các két, các khoang, ống bao trục chân vịt, hệ ống và hòm van thông biểnbằng biện pháp đổ nước với áp lực tương ứng với yêu cầu của quy phạm đăng kiểm(có thể thử kín bằng khí nén với áp suất tương ứng)

+ Phần sơn: Kiểm tra đủ các lớp sơn và chiều dày của các lớp sơn theo quyđịnh

+ Phần máy: Lắp ráp hoàn chỉnh hệ trục chân vịt, hệ thống lái, hệ thống vanthông biển, hệ thống neo và chằng buộc

- Kết thúc các công việc trên tiến hành đưa tàu ra sàn nâng và hạ thủy tàu,đưa tàu vào cập bến trang trí

1.2.10 Hoàn thiện các phần không ngâm nước

Sau khi hạ thuỷ, tàu được cập vào khu vực hoàn thiện tàu Tại đây phần việccòn lại buộc phải thực hiện tại bến hoặc kiểm tra, sửa chữa phần không ngâm nướccủa tàu chưa làm được tại bệ sửa chữa để hoàn thiện tàu

Các hạng mục sửa chữa phần vỏ, máy được kiểm tra chất lượng (KCS), đăngkiểm kiểm tra, xác nhận

1.2.11 Sơn, trang trí

Sau khi hoàn thiện các hạng mục sửa chữa máy, vỏ, điện theo yêu cầu tiến hành

vệ sinh, sơn trang trí toàn bộ tàu theo mầu sơn quy định Phần việc này có thể kết hợp

thực hiện tại bệ sửa chữa giảm thời gian nằm cầu do hạn chế quĩ đường bờ khó pháttriển cầu cảng.

1.2.12 Nghiệm thu, chạy thử

Căn cứ vào các biên bản kiểm tra nghiệm thu từng phần tiến hành kiểm tra,nghiệm thu tổng thể toàn bộ các hạng mục đã sửa chữa dưới sự giám sát của cơquan đăng kiểm và chủ tàu

Nếu tàu sửa chữa phần máy thì tuỳ theo yêu cầu của đăng kiểm chạy thử máychế độ tải và thời gian quy định

Thử tại bến (chế độ buộc tàu)

Thử đường dài, hiệu chỉnh la bàn

1.3 Tổng quan nước thải nhà máy

1.3.1 Đặc trưng của nước thải nhà máy

* Nước thải sản xuất

Trong nhà máy sử dụng công nghệ phun cát, phun hạt mài và phun nước áplực cao để làm sạch vỏ tàu kết hợp lao động thủ công cạo sạch gỉ, hà bám ở vỏ tàu.Công nghệ làm sạch vỏ tàu bằng cát, phun hạt mài và phun nước áp lực cao là chutrình khép kín từ quá trình phun làm sạch, thu hồi vật liệu đưa về khu vực xử lý môitrường

Nước thải sản xuất của nhà máy phát sinh từ các nguồn là:

- Dầu mỡ từ các hầm tàu chảy ra

- Nước thải từ khoang tàu

- Nước thải vệ sinh công nghiệp do lau rửa sàn và máy móc thiết bị

- Nước làm nguội máy móc, thiết bị

Trong đó nước thải sản xuất phát sinh chủ yếu từ quá trình vệ sinh máy móc

thiết bị và và vệ sinh các xưởng sản xuất (chủ yếu phát sinh trong quy trình tẩy rửa

vỏ tàu) Do đặc trưng công việc của xưởng là sửa chữa tàu biển chính vì vậy thànhphần của nước thải có chứa dầu mỡ, các chất hữu cơ lơ lửng và các chất ô nhiễmkhác

* Nước thải sinh hoạt

Trong các nhà máy xí nghiệp còn có một lượng lớn nước thải sinh hoạt củacông nhân Lượng nước thải sinh hoạt của công nhân phụ thuộc vào chế độ toả nhiệtcủa phân xưởng mà họ làm việc và được xác định như sau :

- Phân xưởng toả nhiệt là 45 l/người ca sản xuất

- Các phân xưởng khác là 25 l/người ca sản xuất

Ngoài ra còn có nước tắm và chuẩn bị thức ăn Như vậy, tiêu chuẩn nước thảisinh hoạt tính cho 1 công nhân là 60 l/người ca Nước thải sinh hoạt của cán bộcông nhân viên nhà máy chủ yếu chứa các chất cặn bã, các chất lơ lửng (SS), cáchợp chất hữu cơ (BOD/COD), các chất dinh dưỡng (N,P) và các vi sinh vật Theotính toán cho thấy, khối lượng chất ô nhiễm do mỗi người hàng ngày thải vào môi

trường (nếu không xử lý) sẽ là (

Bảng 1.2 : Tải lượng các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt

Chất ô nhiễm Khối lượng (g/người/ngày)

Nguồn:Theo Tổ chức Y tế thế giới (WHO)

1.3.2 Thông số đầu vào của nước thải

* Nước thải sản xuất

Trong giai đoạn vận hành của dự án cần khoảng 130 – 140 m3/ngày nước sạch,trong đó có 50 - 60m3/ngày nước cho sản xuất trong nhà máy, 40 - 50 m3 cho sinh hoạtcủa công nhân khoảng 20 – 30 m3/ngày nước cung cấp cho các tàu sửa chữa

- Các loại nước thải :

+ Nước làm nguội: Lượng nước này có đặc điểm là nhiệt độ cao Thành phần của nướcthải này hầu như không thay đổi đáng kể so với nước đầu vào ngoại trừ hàm lượng dầu

có trong nước tăng lên chút ít Trong quá trình làm nguội, một lượng nước sẽ bay hơi

do nhiệt độ cao và lượng nước hao hụt sẽ bổ sung từ mạng cấp bên ngoài Toàn bộlượng nước này có thể tách dầu và tái sử dụng trong hệ thống tuần hoàn mà không thải

ra môi trường

+ Nước từ các hầm tàu, vệ sinh tàu: Chứa lượng lớn dầu mỡ hàm lượng khoảng5mg/l và các chất thải sinh hoạt, với lưu lượng khoảng 20 – 30 m3/ngày, tải lượng ônhiễm khoảng 100 – 300 g/ngày Tuy nhiên lượng nước thải này được dẫn vào hệthống lắng cát - tách dầu ngay tại ụ tàu

+ Nước thải sản xuất: Trong quá trình sản xuất có một lượng nước thải thải ra môitrường Lượng nước thải này chủ yếu sinh ra từ Ụ đốc, rửa ụ, rửa vỏ tàu, phun bithép, quá trình vệ sinh thiết bị và nhà xưởng sản xuất Các chất ô nhiễm chủ yếutrong nước thải sản xuất là các kim loại nặng như Fe, Zn, Cu, Pb, Ni, Cr và dầu mỡ.Trong quá trình sản xuất có một lượng nước thải khoảng 30 – 40 m3/ngày Lượngnước thải này chủ yếu sinh ra từ quá trình làm sạch vỏ tàu, vệ sinh thiết bị và nhàxưởng sản xuất Từ các nhà máy đã vận hành, có thể ước tính được hàm lượng thải

ra từ nhà máy sửa chữa tàu biển Nosco – Vinalines như bảng sau:

Bảng 1.3: Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải sản xuất nhà máy đóng

và sửa chữa tàu (ước tính)

Chất ô nhiễm Đơn vị

40:2011/BTNMT Trung

- Giá trị pH đạt tiêu chuẩn

- Nồng độ BOD trung bình vượt tiêu chuẩn cho phép 1,8 lần

- Hàm lượng dầu mỡ khoáng trung bình thấp hơn tiêu chuẩn cho phép

- Nồng độ chất rắn lơ lửng trung bình (SS) vượt tiêu chuẩn cho phép 1,1 lần

- Hàm lượng kim loại nặng vượt rất cao do quá trình cạo sơn và gia công kim loại

cụ thể: Hàm lượng Cr vượt 10 – 20 lần, Pb vượt 20 – 22 lần, kẽm vượt 3,3 – 6,7 lần

* Nước thải sinh hoạt

Tổng số cán bộ công nhân viên của Nhà máy đóng tàu đặc chủng và sản xuấttrang thiết bị tàu thủy giai đoạn dự kiến là 800người Trong quá trình hoạt động sảnxuất, nước thải sinh hoạt tổng cộng tạo ra khoảng :

60 lít/ng.ngđ x 775 người = 46.500 l/ngày, lấy tròn là 50 m3/ngày

Thành phần và tính chất nước thải sinh hoạt trước và sau khi xử lý ở bể tự hoại (vớitiêu chuẩn thải nước là 60 l/người.ngđ) như sau:

Bảng14 : Thành phần và tính chất nước thải sinh hoạt

TT Thông số Đơn vị Trước bể tự hoại Sau bể tự hoại

Từ thông số đầu vào đề xuất dây chuyền xử lý công nghệ.

1.4 Các phương pháp xử lý kim loại nặng trong nước

Có rất nhiều phương pháp để xử lý kim loại nặng trong nước như phươngpháp hóa học, hóa lý hay sinh học Tại các nhà máy nước thải có chứa hàm lượngkim loại nặng vượt quá tiêu chuẩn cho phép rất cần phải xử lý trước khi thải ra môitrường Các phương pháp xử lý kim loại nặng có thể được sử dụng như sau:

1.4.1 Phương pháp kết tủa hóa học

- Cơ chế của phương pháp

Phương pháp này dựa trên phản ứng hóa học giữa chất đưa vào nước thải vớicác kim loại cần tách, ở độ pH thích hợp sẽ tạo thành hợp chất kết tủa và được tách

ra khỏi nước bằng phương pháp lắng

Phương pháp thường được dùng là kết tủa kim loại dưới dạng hydroxit bằngcách trung hòa đơn giản các chất thải axit Độ pH kết tủa cực đại của tất cả các kimloại không trùng nhau, ta tìm một vùng pH tối ưu, giá trị từ 7 – 10,5 tùy theo giá trịcực tiểu cần tìm để loại bỏ kim loại mà không gây độc hại Phương trình tạo kết tủa

+ Xử lý được cùng lúc nhiều kim loại, hiệu quả xử lý cao;

+ Xử lý được nước thải đối với các nhà máy có quy mô lớn;

- Nhược điểm

+ Với nồng độ kim loại cao thì phương pháp này xử lý không triệt để;

+ Tạo ra bùn thải kim loại;

+ Tốn kinh phí như vận chuyển, chôn lấp khi đưa bùn thải đi xử lý;

+ Khi sử dụng tác nhân tạo kết tủa là OH- thì khó điều chỉnh pH đối với nướcthải chứa kim loại lưỡng tính Zn

Nếu trong nước thải có nhiều kim loại nặng thì càng thuận tiện cho quá trìnhkết tủa vì ở giá trị pH nhất định độ hòa tan của kim loại trong dung dịch có mặt cáckim loại sẽ giảm, cơ sở có thể do một hay đồng thời cả 3 nguyên nhân sau:

Cơ chế của phương pháp

Hấp phụ là quá trình hút khí bay hơi hoặc chất hòa tan trong chất thải lỏng lên

bề mặt xốp Vật liệu có khả năng hấp phụ kim loại nặng như: Than hoạt tính, thanbùn, vật liệu vô cơ như oxit sắt, oxit mangan, tro xỉ, bằng các vật liệu polymer hóahọc hay polymer sinh học

Trong hấp phụ thường diễn ra 2 kiểu hấp phụ là hấp phụ vật lý và hấp phụ hóahọc

+ Hấp phụ vật lý: Là sự tương tác yếu và thuận nghịch nhờ lực hút tĩnh điệngiữa các ion kim loại và các tâm hấp phụ trên bề mặt chất hấp phụ Các mối liên kếtnày yếu do vậy thuận lợi cho quá trình nhả hấp phụ và thu hồi kim loại quý

+ Hấp phụ hóa học: Là quá trình xảy ra các phản ứng tạo liên kết hóa học giữaion kim loại nặng và các nhóm chức của tâm hấp phụ, thường là các ion kim loạinặng phản ứng tạo phức đối với các nhóm chức trong chất hấp phụ Mối liên kếtnày thường rất bền và khó bị phá vỡ

+ Sau khi thực hiện hấp phụ để xử lý chất độc trong nước nói chung và kimloại nặng nói riêng thì người ta thường tiến hành nhả hấp phụ để hoàn nguyên, táisinh.

Ưu nhược điểm của phương pháp

- Ưu điểm

+ Xử lý hiệu quả kim loại nặng ở nồng độ thấp;

+ Đơn giản, dễ sử dụng;

+ Có thể tận dụng một số vật liệu là chất thải của các ngành khác như Fe2O3;

+ Có thể nhả hấp phụ để tái sinh vật liệu hấp phụ

- Nhược điểm

+ Chi phí áp dụng cho xử lý kim loại nặng ở nồng độ thấp;

+ Chi phí xử lý cao

1.4.3 Phương pháp trao đổi ion

Cơ chế của phương pháp

Dựa trên nguyên tắc của phương pháp trao đổi ion dùng ionit là nhựa hữu cơtổng hợp, các chất cao phân tử có gốc hydrocacbon và các nhóm chức trao đổi ion.Quá trình trao đổi ion được tiến hành trong cột Cationit và Anionit Các vật liệunhựa này có thể thay thế được mà không làm thay đổi tính chất vật lý của các chấttrong dung dịch và cũng không làm biến mất hoặc hòa tan Các ion dương hay âm

cố định trên các gốc này đẩy ion cùng dấu có trong dung dịch thay đổi số lượng tảitoàn bộ có trong chất lỏng trước khi trao đổi Cơ chế phản ứng như sau:

AmB + mC = mAC + B

 Di chuyển ion A từ nhân của dòng chất lỏng tới bề mặt ngoài của lưới biênmàng chất lỏng bao quanh hạt trao đổi ion

 Khuếch tán các ion qua lớp ngoài;

 Chuyển ion đã khuếch tán qua biên giới phân pha vào hạt nhựa trao đổi;

 Khuếch tán ion A bên trong hạt nhựa trao đổi tới các nhóm chức năng traođổi ion;

 Phản ứng hóa học trao đổi ion A và B;

 Khuếch tán các ion B bên trong hạt trao đổi tới biên giới phân pha;

 Chuyển các ion B qua biên giới phân pha ở bề mặt trong của màng chất lỏng;

 Khuếch tán các ion B qua màng;

 Khuếch tán các ion B vào nhân dòng chất lỏng

Ưu nhược điểm của phương pháp trao đổi ion

+ Chi phí xử lý cao do đó không phù hợp với các nhà máy có quy mô lớn

1.4.4 Phương pháp điện hóa

a Cơ chế của phương pháp

Tách kim loại bằng cách nhúng các điện cực trong nước thải có chứa kim loạinặng cho dòng điện 1 chiều chạy qua Ứng dụng sự chênh lệch điện thế giữa haiđiện cực kéo dài vào bình điện phân để tạo một dòng điện định hướng Các cationchuyển dịch về phía catot Anion chuyển về phía anot Khi điện áp đủ lớn sẽ xảy raphản ứng ở điện cực như sau:

Ở Anot: Trên anot xảy ra quá trình oxi hóa anion hoặc OH- hoặc chất làm anot.Quá trình xảy ra như sau: Mr - ne = Mn+

Ớ Catot: Khi cho dòng điện đi qua dung dịch thì cation và H+ sẽ tiến về bề mặtcatot Khi thế phóng điện của cation lớn hơn của H+ thì cation sẽ thu electron củacatot chuyển thành các ion ít độc hơn hoặc tạo thành kim loại bám vào điện cực.Phản ứng xảy ra như sau: Mn+ + me = M n-m (n>m); Mn+ + ne = Mr

b Ưu, nhược điểm:

- Ưu điểm

+ Đơn giản, dễ sử dụng;

+ Không sử dụng hóa chất

+ Tiêu hao năng lượng lớn Chi phí xử lý cao;

+ Chỉ thích hợp với nước thải có nồng độ kim loại cao;

+ Mặc dù hiệu suất xử lý đạt tới 90% hoặc hơn nhưng nồng độ kim loại trongnước thải vẫn còn cao.

1.4.5 Phương pháp sinh học

a Cơ chế của phương pháp

Phương pháp sinh học là phương pháp sử dụng những vi sinh vật đặc trưng chỉxuất hiện trong môi trường bị ô nhiễm kim loại nặng và có khả năng tích lũy kimloại nặng trong cơ thể Các vi sinh vật thường sử dụng như tảo,nấm, vi khuẩn, v.v Ngoài ra còn có một số loài thực vật sống trong môi trường ô nhiễm kim loại nặng

có khả năng hấp thụ và tách các kim loại nặng độc hại như: Cỏ Vertiver, cải xoong,cây dương xỉ, cây thơm ổi, v.v Thực vật có nhiều phản ứng khác nhau đối với sự

có mặt của các ion kim loại trong môi trường

Giai đoạn 1: Tích tụ các kim loại nặng và sinh khối, làm giảm nồng độ cáckim loại này ở trong nước

Giai đoạn 2: Sau quá trình phát triển ở mức tối đa sinh khối, vi sinh vật thườnglắng xuống đáy bùn hoặc kết thành mảng nổi trên bề mặt và cần phải lọc hoặc thusinh khối ra khỏi môi trường nước

b Ưu, nhược điểm:

- Ưu điểm

+ Thu nhận kim loại nặng ở mức độ cao

+ Diện tích bề mặt riêng của sinh khối lớn

CHƯƠNG 2: ĐỀ XUẤT DÂY CHUYỀN XỬ LÝ NƯỚC THẢI

2.1 Nhận xét dây chuyền công nghệ của DTM

Nhà máy sửa chữa tàu biển Nosco cần xây dựng hệ thống xử lý với 02 loại nước thải:Nước thải sản xuất và nước thải sinh hoạt

Hình 2.1 Sơ đồ xử lý tổng quát của nhà máy

Do nước thải sản xuất của Nhà máy sữa chữa tàu biển Nosco có hàm lượng kimloại nặng và hàm lượng BOD, SS cao, vượt tiêu chuẩn cho phép theo QCVN40:2011/BTNMT, cột B

Trong DTM của Dự án đầu tư xây dựng nhà máy sửa chữa tàu biển Nosco –Vinalines giai đoạn I đã đưa ra dây chuyền xử lý xử lý hàm lượng kim loại nặng chủ yếutrong Nhà máy là lắng cát + keo tụ, sau đó sẽ dẫn vào hệ thống xử lý nước thải tập trung

để xử lý Cụ thể như sau:

* Xử lý nước thải chứa kim loại nặng

- Nước thải đầu tiên được dẫn qua bể lắng cát, sau đó keo tụ bằng các chất, SO2

phèn sắt, vôi

- Theo tham khảo (giáo trình xử lý nước thải của Trịnh Xuân Lai – Nguyễn TrọngDương) lượng hóa chất dùng để xử lý nước thải như sau:

Lượng SO2 dùng để khử Cr6+ xuống Cr3+ là: 0,05– 0,15 kg/ngày

Lượng vôi dùng để keo tụ các chất: 3,4 – 9 kg/ngày

Lượng phèn sắt dùng để keo tụ: 1-2,9 kg/ngày

Bảng 2.1 Thông số đầu vào

Chất ô nhiễm

- Phương pháp lực chọn xử lý nước thải là cho qua bể lắng cát nhưng nhiệm vụ của bểlắng cát là loại bỏ cặn thô, nặng như cát sỏi, mảnh vỡ thủy tinh, chính vì vậy giai đoạnnày gần như không xử lý được hàm lượng kim loại nặng trong nước thải

- Hóa chất sử dụng để khử Cr6+ về Cr3+ chưa hợp lý: Sau khi qua bể lắng cát, nướcthải được dẫn vào bể keo tụ Tại đây thêm SO2 vào để tiến hành khử Cr6+ xuống thành

Cr3+ sau đó tiến hành keo tụ bằng kiềm, quá trình khử này phụ thuộc rất mạnh vào pH vànhiệt độ, trong quá trình này phải liên tục bổ sung thêm SO2 và trong bể cần đặt thiết bị

do pH và thiết bị đo thế OXH – K để điều chỉnh SO2 đầu vào Ngoài ra, do quy trình sảnxuất của nhà máy không có sẵn SO2 để hoàn nguyên hay tái sử dụng, chính vì vậy lượng

SO2 đưa vào hoàn toàn mới và được đưa vào hòa trộn với nước từ bình đựng khí áp lực.Phương pháp sử dụng SO2 để khử có chi phí cao cũng như yêu cầu cao về việc đầu tưtrang thiết bị (máy đo pH, bình khí SO2, )

- Chưa có bể pH để điều chỉnh nồng độ pH trước khi xử lý

- Sau khi khử Cr6+ về Cr3+ sẽ tiến hành keo tụ các KLN trong nước: Hg, Pb, Cr, Zn.Qúa trình keo tụ bằng vôi có thể xử lý hầu hết các kim loại này, tuy nhiên khi sử dụng vôi

để kết tủa Zn sẽ khó trong việc duy trì pH do Zn là kim loại lưỡng tính

=> Dây chuyền dùng xử lý sơ bộ để loại bỏ hàm lượng kim loại nặng của DTM đã đưa ra