khóa luận tốt nghiệp đánh giá hiệu quả của hệ thống xử lý nước thải nhà máy cốc hóa công ty cổ phần gang thép thái nguyên

Đỗ Thị Lan em tiến hành thực hiện đề tài “Đánh giá hiệu quả của hệ thống xử lý nước thải nhà máy Cốc hóa Công ty cổ phần Gang thép Thái Nguyên” Để hoàn thành báo cáo thực tập này trong

Khóa học : 2013 - 2017

THÁI NGUYÊN - 2018

Khóa học : 2013 - 2017 Giáo viên hướng dẫn : PGS TS Đỗ Thị Lan

THÁI NGUYÊN - 2018

LỜI CẢM ƠN

Thực tập tốt nghiệp là việc hết sức cần thiết đối với mỗi sinh viên, nó chính là cẩm nang, hành trang sẽ đi suốt cuộc đời mỗi sinh viên trước khi ra trường đem những kiến thức đã học về địa phương áp dụng vào thực tiễn Được sự nhất trí của nhà trường, Ban chủ nhiệm khoa Môi Trường Đại

học Nông lâm Thái Nguyên với sự hướng dẫn tận tình của cô giáo PGS.TS Đỗ Thị Lan em tiến hành thực hiện đề tài “Đánh giá hiệu quả của hệ thống xử lý nước thải nhà máy Cốc hóa Công ty cổ phần Gang thép Thái Nguyên”

Để hoàn thành báo cáo thực tập này trong thời gian thực tập tại nhà máy Cốc Hóa - Công ty Cổ Phần Gang thép Thái Nguyên em xin trân trọng gửi lời cảm ơn sâu sắc đến:

- Các thầy cô giáo giảng dạy của Khoa Môi Trường Trường Đại Học Nông Lâm - đã tận tình giảng dạy, truyền đạt kiến thức chuyên nghành về môi trường và các vấn đề cấp bách về môi trường hiện nay

- PGS.TS Đỗ Thị Lan giảng viên khoa Môi Trường - ĐHNL giáo viên

trực tiếp hướng dẫn em trong đợt thực tập này đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo trong quá trình thực tập, xây dựng báo cáo

- Chú Đào Đại Dương, đang công tác tại Phòng Kỹ thuật Công Nghệ - Nhà máy Cốc Hóa Công ty Cổ phần Gang Thép Thái Nguyên đã quan tâm, giúp đỡ, tạo điều kiện cho em tiếp xúc với công việc môi trường của cơ quan trong thời gian thực tập vừa qua, và giúp đỡ em trong quá trình thực hiện báo cáo

Xin chân thành cảm!

Sinh viên thực tập

Trần Thành Đạt

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

MỤC LỤC ii

DANH MỤC CÁC BẢNG iv

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, HÌNH VÀ SƠ ĐỒ v

DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT vi

Phần 1: MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục đích của đề tài 2

1.3 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài 2

1.4 Ý nghĩa của đề tài 3

Phần 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

2.1 Cơ sở khoa học của đề tài 4

2.2 Cơ sở pháp lý 12

2.3 Cơ sở thực tiễn 13

2.4 Tình hình ô nhiễm môi trường nước 15

2.5 Một số nghiên cứu trên thế giới và việt nam liên quan đến nước thải công nghiệp 17

Phần 3: ĐỐI TƯỢNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19

3.1 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu 19

3.1.1 Đối tượng 19

3.1.2 Phạm vi 19

3.2 Thời gian 19

3.3 Nội dung nghiên cứu 19

3.4 Các phương pháp nghiên cứu 19

3.4.1 Phương pháp thu thập số liệu và kế thừa 19

3.4.2 Phương pháp lấy mẫu nước thải 20

3.4.3 Phương pháp tham khảo ý kiến chuyên gia 21

3.4.4 Phương pháp phân tích 21

3.4.5 Phương pháp tổng hợp so sánh với QCVN 21

Phần 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 23

4.1 Giới thiệu về nhà máy Cốc hóa - Công ty cổ phần Gang thép Thái Nguyên 23

4.1.1 Giới thiệu chung 23

4.1.2 Khái quát về công nghệ sản xuất và sản phẩm than cốc 24

4.2 Đánh giá về quy trình công nghệ xử lý nước thải nhà máy Cốc hóa 27

4.2.1 Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt 27

4.2.2 Hệ thống xử lý nước mưa chảy tràn 27

4.2.3 Hệ thống xử lý nước thải sản xuất 27

4.3 Đánh giá kết quả xử lý nước thải của nhà máy Cốc hóa 33

4.3.1 Kết quả đo phân tích nước thải sản xuất trước quá trình xử lý nước thải Error! Bookmark not defined 4.3.2 Kết quả đo phân tích nước thải sản xuất sau quá trình xử lý nước thải 35

4.3.3 Hiệu xuất xử lý nước thải 37

4.3.4 Các chỉ tiêu 37

Phần 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 41

5.1 Kết luận 41

5.2 Kiến nghị 41

TÀI LIỆU THAM KHẢO 43

PHỤ LỤC ẢNH 44

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3.1 Ngày lấy mẫu, vị trí lấy mẫu nước thải nhà máy Cốc Hóa 20

Bảng 3.2 Giá trị của các thông số ô nhiễm trong nước thải công nghiệp sản xuất thép (QCVN 52:2013/BTNMT 22

Bảng 4.1 Kết quả đo phân tích nước thải chưa qua xử lý 34

Bảng 4.2 Kết quả đo phân nước thải sau khi xử lý 35

Bảng 4.3 Hiệu xuất xử lý nước thải 37

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, HÌNH VÀ SƠ ĐỒ

Biểu đồ 4.1 Biểu đồ thể hiện nước thải nhà máy Cốc Hóa chưa qua xử lý 34

Biểu đồ 4.2 Biểu đồ thể hiện nước thải nhà máy Cốc Hóa sau khi xử lý 36

Biểu đồ 4.3 Nồng độ pH trong thành phần nước thải trước và sau khi xử lý so với QCVN 37

Biểu đồ 4.4 Nồng độ BOD5, COD trong thành phần nước thải trước và sau xử lý so sánh với QCVN 38

Biểu đồ 4.5 Nồng độ TSS trong thành phần nước thải trước và sau xử lý so sánh với QCVN 38

Biểu đồ 4.6 Nồng độ NH4+ trong thành phần nước thải trước và sau xử lý so sánh với QCVN 39

Sơ đồ 4.1 Vị trí nhà máy Cốc hóa 23

Sơ đồ 4.2 Sơ đồ công nghệ sản xuất của Nhà máy Cốc Hóa 25

Sơ đồ 4.3 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải chứa phenol của nhà máy Cốc Hóa 28

Sơ đồ 4.4 Bể điều hòa 30

Sơ đồ 4.5 Bể lắng cặn, tách dầu mỡ 31

Sơ đồ 4.6 Bể Aeroten 32

Sơ đồ 4.7 Bể lắng đứng 33

Hình 4.1: Vị trí lấy mẫu Error! Bookmark not defined.

DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT

STT Chữ viết tắt Nội dung viết tắt

Phần 1

MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề

Trong những năm gần đây, môi trường toàn cầu có nhiều biến đổi theo chiều hướng bất lợi, ảnh hưởng nghiêm trọng đến sự phát triển kinh tế xã hội của các nước, làm mất cân bằng sinh thái trên trái đất Vì vậy, phát triển bền vững là vấn đề đang được quan tâm đặc biệt ở nhiều quốc gia và các tổ chức trên thế giới

Tại Việt Nam, sự thiếu đồng bộ trong khâu quản lý cộng với sự phát triển nhanh chóng của các nhà máy gang thép , luyện kim màu đã có những tác động xấu đến môi trường ở các địa phương và sẽ cần khoản phí rất lớn trong nhiều năm để giải quyết hậu quả

Công ty cổ phần Gang thép Thái Nguyên được thành lập từ năm 1959, trải qua gần 60 năm xây dựng và phát triển, đến nay sản lượng thép của Công

ty ngày càng được nâng cao, quy mô sản xuất của Công ty ngày càng được

mở rộng và càng lớn mạnh sau khi được cổ phần hóa ngày 1/7/2009 Song song với sự phát triển đó, sản xuất công nghiệp của Công ty cũng gây ô nhiễm môi trường lớn, tác động tiêu cực đến môi trường xung quanh, ảnh hưởng đến xúc khỏe công đồng Tình trạng ô nhiễm môi trường do nước thải gây ra đang ở mức báo động Hệ thống xử lý nước thải còn thô sơ, thủ công chưa đáp ứng được yêu cầu về bảo vệ môi trường

Nhà máy Cốc hóa là đơn vị thành viên của Công ty cổ phần Gang thép Thái Nguyên, một mắt xích quan trọng của dây chuyền sản xuất gang - thép, nằm trong khu sản xuất công nghiệp của Công ty Sản phẩm chính của Nhà máy là than cốc - nguyên liệu chính trong chu trình sản xuất gang - thép Nhưng quá trình sản xuất than cốc là một trong những quá trình sản xuất gây

ô nhiễm môi trường lớn của toàn bộ quá trình sản xuất Gang thép tại đây

Việc đáng giá, lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho các quy trình sản xuất đang được áp dụng hiện nay là một vấn đề rất cần thiết đối với nhà máy gang thép

Từ những yêu cầu cấp thiết đặt ra về việc bảo vệ môi trường nhà máy gang thép thái nguyên đã áp dụng nhiều biện pháp giảm thiểu và hạn chế ô nhiễm nói chung và ô nhiễm nước nói riêng … từ nguồn thải hay bằng những công nghệ xử lý khép kín được đầu tư lớn từ nhà máy

Xuất phát từ thực tiễn trên và được sự nhất trí của Ban chủ nhiệm Khoa Môi trường, Trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên, dưới sự hướng dẫn trực

tiếp của cô giáo PGS.TS Đỗ Thị Lan, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài:

“Đánh giá hiệu quả của hệ thống xử lý nước thải nhà máy cốc hóa Công ty

cổ phần gang thép Thái Nguyên”

1.2 Mục đích của đề tài

“Đánh giá hiệu quả của hệ thống xử lý nước thải nhà máy Cốc hóa Công

ty cổ phần gang thép Thái Nguyên” được thực hiện

1.3 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

- Phân tích các nguyên nhân gây ô nhiễm về nguồn gốc phát sinh nước thải, những tác động của nước thải nhà máy Cốc hóa Công ty cổ phần gang thép Thái Nguyên đến môi trường và đời sống của con người xung quanh nhà máy

- Khảo sát về tổ chức hoạt động, công nghệ sản xuất của nhà máy Cốc hóa Công ty cổ phần gang thép Thái Nguyên

- Tìm hiểu về công nghệ xử lý nước thải của nhà máy Cốc hóa Công ty

cổ phần gang thép Thái Nguyên đang được áp dụng

- Đề xuất các giải pháp giảm thiểu ô nhiễm, đề xuất thêm mới các công nghệ xử lý nước thải sao cho sau xử lý đạt QCVN

- Trên cơ sở tìm hiểu về hiện trạng xử lý nước thải và chất lượng nước thải của nhà máy Cốc hóa Công ty cổ phần gang thép Thái Nguyên sau xử lý

nhằm đưa ra khuyến nghị cho Công ty về công nghệ xử lý nước thải tại nhà máy đạt hiệu quả hơn

1.4 Ý nghĩa của đề tài

1.4.1 Ý nghĩa trong học tập

- Tạo cho sinh viên cơ hội nâng cao kiến thức, tiếp cận với thực tiễn, vận dụng với lý thuyết đã học vào thực tế, rèn luyện kỹ năng tang hợp và

phân tích số liệu

- Trong quá trình thực hiện đề tài, sinh viên được đóng vai trò như một

cán bộ môi trường tập sự, làm bước đệm cho công việc trong tương lai

1.4.2 Ý nghĩa thực tiễn

- Đề xuất các quy trình công nghệ xử lý nước thải làm nguồn tư liệu tham khảo cho Công ty trong quá trình nâng cấp, mở rộng quy mô

- Nâng cao kiến thức thực tiễn

- Trang bị cho bản thân những kiến thức cơ bản về khoa học môi trường

và quản lý môi trường

- Tích lũy kinh nghiệm cho công việc sau khi ra trường

Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Cơ sở khoa học của đề tài

2.1.1 Cơ sở lý luận

2.1.1.1 Khái niệm và ý nghĩa của tài nguyên nước

1 Khái niệm tài nguyên nước

Tài nguyên nước nói chung được phân loại theo môi trường thành phần gọi

là “tài nguyên môi trường” gồm có: Tài nguyên môi trường đất, tài nguyên khí hậu, tài nguyên năng lượng, tài nguyên khoáng sản, tài nguyên nước

Tài nguyên nước gồm có: nước trên bề mặt và nước dưới đất

2 Ý nghĩa của tài nguyên nước

Đối với mỗi quốc gia nước cũng như đất đai, rừng, khoáng sản… đều

là tài nguyên vô cùng quý báu Nước có thể đáp ứng cho các nhu cầu sinh hoạt, hoạt động công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, du lịch…

Trong sinh hoạt muốn sống, tồn tại và phát triển con người cần có nước, nước là một nhu cầu cáp thiết và không thể tách rời trong mọi hoạt động sống của chúng ta

Trong nông nghiệp nguồn nước của các con sông còn chủ động tưới cho 32,01% tổng diện tích đất canh tác trên toàn quốc

Nguồn nước sông còn là nguồn cung cấp điện năng dồi dào của đất nước, nó đem lại lợi ích to lớn về kinh tế và chính trị

2.1.1.2 Khái niệm về môi trường, ô nhiễm môi trường, ô nhiễm môi trường nước

- Khái niệm môi trường:

“Môi trường là hệ thống các yếu tố vật chất tự nhiên và nhân tạo có tác động đối với sự tồn tại và phát triển của con người và sinh vật”

- Khái niệm ô nhiễm môi trường:

“Ô nhiễm môi trường là sự biến đổi của các thành phần môi trường không phù hợp với quy chuẩn kỹ thuật môi trường và tiêu chuẩn môi trường gây ảnh hưởng xấu đến con người và sinh vật”

- Khái niệm ô nhiễm môi trường nước:

“Ô nhiễm nước là sự thay đổi theo chiều xấu đi của các tính chất vật lý

- hóa học - sinh học của nước, với sự xuất hiện các chất lạ ở thể lỏng, rắn làm cho nguồn nước trở nên độc hại với con người và sinh vật Làm giảm độ đa dạng sinh học trong nước Xét về tốc độ lan truyền và quy mô ảnh hưởng thì ô nhiễm nước là vấn đề đáng lo ngại hơn ô nhiễm đất” (Hoàng Văn Hùng, 2008)

Theo hiến chương châu Âu về nước đã định nghĩa: “Ô nhiễm nước là

sự biến đổi nói chung do con người đối với chất lượng nước, làm nhiễm bẩn nước và gây nguy hiểm cho con người, cho công nghiệp, nông nghiệp, nuôi

cá, nghỉ ngơi, giải trí, cho động vật nuôi và các loài hoang dã” (Lê Văn Khoa

và cs, 2001)

* Tiêu chuẩn môi trường:

Theo luật bảo vệ môi trường Việt Nam năm 2014: “Tiêu chuẩn môi trường là những chuẩn mực, giới hạn cho phép, được quy định dung làm căn

cứ để quản lý môi trường”

- Khái niệm về tài nguyên nước:

Tài nguyên nước là các nguồn nước mà con người sử dụng hoặc có thể

sử dụng vào những mục đích khác nhau Nước được dùng trong các hoạt động nông nghiệp, công nghiệp, dân dụng, giải trí và môi trường Hầu hết các hoạt động trên đều cần nước ngọt

97% nước trên Trái Đất là nước muối, chỉ 3% còn lại là nước ngọt nhưng gần hơn 2/3 lượng nước này tồn tại ở dạng sông băng và các mũ băng

ở các cực Phần còn lại không đóng băng được tìm thấy chủ yếu ở dạng nước ngầm, và chỉ một tỷ lệ nhỏ tồn tại trên mặt đất và trong không khí

Nước ngọt là nguồn tài nguyên tái tạo, tuy vậy mà việc cung cấp nước ngọt và sạch trên thế giới đang từng bước giảm đi Nhu cầu nước đã vượt cung ở một vài nơi trên thế giới, trong khi dân số thế giới vẫn đang tiếp tục tăng làm cho nhu cầu nước càng tăng Sự nhận thức về tầm quan trọng của việc bảo vệ nguồn nước cho nhu cầu hệ sinh thái chỉ mới được lên tiếng gần đây Trong suốt thế kỷ 20, hơn một nửa các vùng đất ngập nước trên thế giới

đã bị biến mất cùng với các môi trường hỗ trợ có giá trị của chúng Các hệ sinh thái nước ngọt mang đậm tính đa dạng sinh học hiện đang suy giảm nhanh hơn các hệ sinh thái biển và đất liền Chương trình khung trong việc định vị các nguồn tài nguyên nước cho các đối tượng sử dụng nước được gọi

là quyền về nước

- Khái niệm về nước mặt

Nước mặt là nước trong sông, hồ hoặc nước ngọt trong vùng đất ngập nước Nước mặt được bổ sung một cách tự nhiên bởi giáng thủy và chúng mất

đi khi chảy vào đại dương, bốc hơi và thấm xuống đất

Lượng giáng thủy này được thu hồi bởi các lưu vực, tổng lượng nước trong hệ thống này tại một thời điểm cũng tùy thuộc vào một số yếu tố khác Các yếu tố này như khả năng chứa của các hồ, vùng đất ngập nước và các hồ chứa nhân tạo, độ thấm của đất bên dưới các thể chứa nước này, các đặc điểm của dòng chảy mặn trong lưu vực, thời lượng giáng thủy và tốc độ bốc hơi địa phương Tất cả các yếu tố này đều ảnh hưởng đến tỷ lệ mất nước

Các hoạt động của con người có thể tác động lớn hoặc đôi khi phá vỡ các yếu tố này Con người thường tăng khả năng trữ nước bằng cách xây dựng các bể chứa và giảm trữ nước bằng cách tháo khô các vùng đất ngập

nước Con người cũng làm tăng lưu lượng và vận tốc của dòng chảy mặt ở các khu vực lát đường và dẫn nước bằng các kênh

Tổng lượng nước tại một thời điểm là vấn đề cần quan tâm Một số đối tượng sử dụng nước có nhu cầu nước theo vụ Ví dụ, trong mùa hè cần rất nhiều nước để phục vụ cho nông nghiệp hoặc phát điện nhưng trong mùa mưa thì không cần nước, vì vậy để cung cấp nước tốt cho mùa hè thì cần một hệ thống trữ nước trong suốt năm và xả nước trong một khoảng thời gian ngắn Các đối tượng sử dụng nước khác có nhu cầu dùng nước thường xuyên như nhà máy điện cần nguồn nước để làm lạnh Để cung cấp nước cho các nhà máy điện, hệ thống nước mặt chỉ cần đủ trong các bể chứa khi dòng chảy trung bình nhỏ hơn nhu cầu nước của nhà máy

Nước mặt tự nhiên có thể được tăng cường thông qua việc cung cấp từ các nguồn nước mặt khác bởi các kênh hoặc đường ống dẫn nước Cũng có thể bổ cấp nhân tạo từ các nguồn khác được liêt kê ở đây, tuy nhiên, số lượng

không đáng kể Con người có thể làm cho nguồn nước cạn kiệt (với nghĩa

không thể sử dụng) bởi ô nhiễm

Brasil được đánh giá là quốc gia có nguồn cung cấp nước ngọt lớn nhất thế giới, sau đó là Nga và Canada

- Khái niệm về nước ngầm

Nước ngầm là một dạng nước dưới đất, là nước ngọt được chứa trong các lỗ rỗng của đất hoặc đá Nó cũng có thể là nước chứa trong các tầng ngậm nước bên dưới mực nước ngầm Đôi khi người ta còn phân biệt nước ngầm nông, nước ngầm sâu và nước chôn vùi

Nước ngầm cũng có những đặc điểm giống như nước mặt như: nguồn vào (bổ cấp), nguồn ra và chứa Sự khác biệt chủ yếu với nước mặt là do tốc

độ luân chuyển chậm (dòng thấm rất chậm so với nước mặt), khả năng giữ nước ngầm nhìn chung lớn hơn nước mặt khi so sánh về lượng nước đầu vào

Sự khác biệt này làm cho con người sử dụng nó một cách vô tội vạ trong một thời gian dài mà không cần dự trữ Đó là quan niệm sai lầm, khi mà nguồn nước khai thác vượt quá lượng bổ cấp sẽ là cạn kiệt tầng chứa nước và không thể phục hồi

Nguồn cung cấp nước cho nước ngầm là nước mặt thấm vào tầng chứa Các nguồn thoát tự nhiên như suối và thấm vào các đại dương

Nguồn nước ngầm có khả năng bị nhiễm mặn cách tự nhiên hoặc do tác động của con người khi khai thác quá mức các tầng chứa nước gần biên mặn/ngọt Ở các vùng ven biển, con người sử dụng nguồn nước ngầm có thể làm co nước thấm vào đại dương từ nước dự trữ gây ra hiện tượng muối hóa đất Con người cũng có thể làm cạn kiệt nguồn nước bởi các hoạt động làm ô nhiễm nó Con người có thể bổ cấp cho nguồn nước này bằng cách xây dựng các bể chứa hoặc bổ cấp nhân tạo

- Khái niệm nước thải:

Là nước thải ra sau khi đã được sử dụng hoặc được tạo ra trong một quá trình công nghệ và không còn giá trị trực tiếp đôi với quá trình đó nữa (theo TCVN 5980-1995 , ISO 6107 -1 :2004 chất lượng nước - thuật ngữ )

- Xử lý nước thải là gì?

Xử lý nước thải là tổng hợp các quá trình và phương pháp xử lý làm cho nguồn nước thải ra từ các công ty, nhà máy… trở nên sạch hơn, từ đó làm giảm thiểu ô nhiễm nguồn nước xung quanh

- Khái niệm đáng giá chất lượng nước:

Theo Escap (1994), chất lượng nước được đánh giá bởi các thông số, các chỉ tiêu đó là :

* Độ pH

Độ pH là một trong những chỉ tiêu xác định đối với nước cấp và nước thải Chỉ số này cho biết có cần phải trung hòa hay không và tính lượng hóa chất cần thiết trong quá trình xử lý đông tụ, khử khuẩn… Trị số pH thay đổi

sẽ ảnh hưởng đến quá trình hòa tan, keo tụ, làm tăng hay giảm tốc độ phản ứng, nó ảnh hưởng đến tốc độ sinh trưởng của vi sinh vật trong nước pH của nước thải có một ý nghĩa quan trọng trong quá trình xử lý nước thải Trong thực tế, các công trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học thường làm việc tốt trong khoảng pH 7 - 7,6 Thường vi sinh vật phát triển tốt nhất trong môi trường trung tính pH từ 7 - 8 Các nhóm vi sinh vật khác nhau có mức giới hạn pH khác nhau Ví dụ vi khuẩn nitrit phát triển thuận lợi ở khoảng pH

từ 4,8 - 8,8, còn vi khuẩn nitrat pH từ 6,5 - 9,3 Vi khuẩn lưu huỳnh có thể tồn tại trong môi trường pH từ 1 - 4 Với nước thải sinh hoạt thường có pH từ 7,2

- 7,6 (Dư Ngọc Thành ,2009)

* Hàm lượng các chất rắn

Hàm lượng các chất rắn là một trong những chỉ tiêu vật lý đặc trưng và quan trọng nhất của nước thải Nó bao gồm các chất nổi, chất lơ lửng, keo và chất hòa tan Các chất rắn trong nước thải bao gồm các chất vô cơ hòa tan hoặc không hòa tan như đất đá và các dạng huyền phù lơ lửng Các chất hữu

cơ như xác vi sinh vật, tảo, động vật phù du…

Chất rắn làm trở ngại cho quá trình lưu chuyển, sử dụng và làm giảm chất lượng nước

Hàm lượng chất rắn được xác định qua các chỉ tiêu cụ thể sau:

- Chất rắn tổng số (TS): là trọng lượng chất khô phần còn lại sau khi cho bay hơi 1 lít nước thải trên bếp cách thủy rồi sấy khô ở 1030C cho đến khi hàm lượng không đổi, đơn vị tính g/l hoặc mg/l

- Chất rắn lơ lửng ở dạng huyền phù (SS): là trọng lượng khô các chất rắn còn lại trên giấy lọc khi lọc 1 lít nước thải và sấy khô ở 1030C - 1050C, với trọng lượng không đổi, đơn vị tính g/l hoặc mg/l

- Chất hòa tan (DS): là hàm lượng chất rắn hòa tan chính là hiệu số của tổng chất rắn với huyền phù: DS = TS - SS Đơn vị tính là mg/l

- Chất bay hơi (VS): là trọng lượng mất đi khi nung chất huyền phù SS ở

5500C trong khoảng thời gian xác định Đơn vị tính là mg/l hoặc phần trăm của TS hay SS Chỉ số này thường biểu thị cho chất hữu cơ có trong nước

- Chất rắn có thể lắng: số ml phần chất rắn của 1 lít mẫu nước đã lắng xuống đáy sau khoảng một thời gian Đơn vị là ml/l (Lâm Vinh Sơn ,2009)

*Nhu cầu oxy hóa học (Chemical Oxygen Demand - COD)

COD là lượng oxy cần thiết để oxy hoá các hợp chất hoá học trong nước bao gồm cả vô cơ và hữu cơ Như vậy, COD là lượng oxy cần để oxy hoá toàn bộ các chất hoá học trong nước, trong khi đó BOD là lượng oxy cần thiết

để oxy hoá một phần các hợp chất hữu cơ dễ phân huỷ bởi vi sinh vật

COD là một thông số quan trọng để đánh giá mức độ ô nhiễm chất hữu cơ nói chung và cùng với thông số BOD, giúp đánh giá phần ô nhiễm không phân hủy sinh học của nước từ đó có thể lựa chọn phương pháp xử lý phù hợp (Dư Ngọc Thành ,2012)

*Oxy hòa tan (DO - Disolved Oxygen)

Oxy hòa tan là một trong những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng nước Nước càng sạch thì chỉ số này càng cao hay lượng oxy hòa tan càng cao Đây là chỉ số quan trọng đối với việc đánh giá vi sinh vật trong nước thải vì nó ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật Chỉ

số này phụ thuộc vào các yếu tố áp suất, nhiệt độ và các đặc tính của nước (nồng độ và thành phần các chất hòa tan, vi sinh vật, thủy sinh…) Nồng độ oxy hòa tan trong nước sạch thường dao động từ 6 - 7 mg/l ở nhiệt độ bình thường (Dư Ngọc Thành, 2012)

*Chỉ số BOD (Biochemical Oxygen Demand)

Là lượng chất hữu cơ có thể bị phân huỷ bởi các vi sinh vật hiếu khí Đó chính là các chất hữu cơ dễ bị phân huỷ có trong nước BOD được biểu thị

bằng số gam hay miligam O2 do vi sinh vật tiêu thụ để oxy hoá chất hữu cơ trong bóng tối ở điều kiện chuẩn về nhiệt độ và thời gian

Phương trình: Chất hữu cơ + O2 CO2 + H2O + tế bào mới + sản phẩm

trung gian Quá trình này đòi hỏi thời gian dài ngày, vì phải phụ thuộc vào bản chất của chất hữu cơ, các chủng loại vi sinh vật, nhiệt độ nguồn nước, cũng như một số chất có độc tính ở trong nước Bình thường 70% nhu cầu oxy được sử dụng trong 5 ngày đầu, 20% trong 5 ngày tiếp theo và 99% ở ngày thứ 20 và 100% ở ngày thứ 21 Để xác định chỉ sô BOD5 người ta lấy một mẫu nhất định cho vào chai sẫm màu, pha loãng bằng một thể tích dung dịch pha loãng (nước cất bổ sung một vài nguyên tố dinh dưỡng N, P, K bão hoà oxy theo tỉ lệ tính toán sẵn, sao cho đảm bảo dư lượng oxy hòa tan cho quá trình phân hủy sinh học), nếu mẫu nước thiếu vi sinh vật có thể thêm một ít nước chứa vi sinh vật vào Chỉ số BOD càng cao chứng tỏ lượng chất hữu

cơ có khả năng phân huỷ sinh học ô nhiễm trong nước càng lớn (Dư Ngọc Thành (2009)

* Hàm lượng Nitơ tổng số (T-N)

Nitơ trong nước thường tồn tại ở các hợp chất protein và các hợp chất phân hủy: amon, nitrit, nitrat Chúng có vai trò trong hệ sinh thái nước, trong nước thải luôn cần một lượng Nitơ thích hợp, mối quan hệ giữa BOD với N

và P có ảnh hưởng đến sự hình thảnh và khả năng oxy hóa của bùn hoạt tính, thể hiện qua tỷ lệ BOD5:N:P (Huỳnh Thị Ánh và các cộng sự ,2009)

*Hàm lượng Photpho tổng số (T-P)

Photpho trong nước thải tồn tại ở dạng H2PO4, HPO42-, PO4-, các polyphosphat như Na3(PO3)6 và phospho hữu cơ Đây là một trong những nguồn dinh dưỡng cho thực vật dưới nước

Trong nước thải người ta xác định hàm lượng phospho tổng số để xác định tỉ số BOD5:N:P nhằm chọn kỹ thuật bùn hoạt tính thích hợp cho quá

trình xử lí nước thải Ngoài ra xác lập tỷ số giữa P và N để đánh giá mức dinh dưỡng có trong nước thải (Huỳnh Thị Ánh và cộng sự, 2009)

2.2 Cơ sở pháp lý

- Luật bảo vệ môi trường 55/2014/QH13 được Quốc Hội nước Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam thông qua ngày 23/6/2014 và có hiệu lực thi hành ngày 1/1/2015

- Luật tài nguyên nước 17/2012/QH13 đã được Quốc Hội nước Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam khóa XIII, kỳ họp thứ 3 thông qua ngày 21/6/2012

- Nghị định 201/2013/NĐ- CP quy định chi tiết thi hành một số điều của luật tài nguyên nước

- Nghị định số 67/2003/NĐ- CP, ngày 13/6/2003 của Chính phủ về phí Bảo vệ môi trường đối với nước thải

- Nghị định số 04/2007/NĐ- CP, ngày 8/1/2007 của Chính phủ về sửa đổi bổ sung một số điều của Nghị định số 67/NĐ- CP, ngày 13/6/2003

- Thông tư số 27/2014/TT- BTNMT về Quy định việc đăng ký khai thác nước dưới đất, mẫu hồ sơ cấp, gia hạn, điều chỉnh, cấp lại Giấy phép tài nguyên nước do Bộ tài nguyên và môi trường ban hành ngày 30/5/2014

- Thông tư số 56/2004/TT- BTNMT của bộ Tài nguyên và môi trường quy định điều kiện về năng lực của tổ chức, cá nhân thực hiện điều tra cơ bản tài nguyên nước, tư vấn lập quy hoạch tài nguyên nước, lập báo cáo, báo cáo trong hồ

sơ đề nghị cấp giấy phép về tài nguyên nước ngày 24 tháng 9 năm 2014

- Quyết định số 16/2008/QĐ-BTNMT ngày 3/12/2008 của Bộ Tài Nguyên và Môi Trường về việc ban hành Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về môi trường

- Thông tư 35/2015/TT-BTNMT Thông tư hướng dẫn về bảo vệ môi trường khu kinh tế, khu công nghiệp, khu chế xuất, khu công nghệ cao có hiệu lực từ ngày 17/08/2015 thay thế thông tư số 08/2009/TT-BTNMT

- QCVN 52: 2013/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải Công nghiệp sản xuất thép

2.3 Cơ sở thực tiễn

Hiện nay, nước ta đang trong thời kỳ mở của phát triển nền công nghiệp,

vì vậy các khu công nghiệp, các nhà máy xí nghiệp công nghiệp được xây dựng nhiều nhằm đáp ứng được mục tiêu công nghiệp hóa, hiện đại hóa Nhưng đi đôi với phát triển công nghiệp là yêu cầu gìn giữ bảo vệ môi trường nhất là tại các khu công nghiệp và các nhà máy xí nghiệp Việc các khu công nghiệp, các nhà máy xí nghiệp được mở ra để đẩy mạnh phát triển kinh tế cũng gây ra nhiều vấn đề đáng quan tâm nhất là vấn đề môi trường Hiện trạng môi trường tại các nhà máy đang có dấu hiệu ô nhiễm từ các nguồn thải trong quá trình sản xuất Vì vậy cần có chương trình kiểm soát ô nhiễm hang năm ở các nhà máy để nắm rõ được hiện trạng môi trường và có hướng khắc phục kịp thời khi có hiện tượng ô nhiễm

- Hiện trạng môi trường sản xuất cốc trên thế giới

Sản lượng sản xuất cốc trên thế giới hiện nay khoảng 400 triệu tấn/ năm trong đó Trung Quốc là nước sản xuất than cốc chính, chiếm tới 60% tổng sản lượng và từ năm 2001 đã trở thành nước xuất khẩu than cốc lớn nhất trên thế giới

Kể từ Tháng 10 năm 2008 kể từ khi khối lượng xuất khẩu than cốc của Trung Quốc giảm Tháng 9 năm 2008 Trung Quốc xuất khẩu 1.373.000 tấn than cốc, sau đó khối lượng xuất khẩu hàng tháng giảm mạnh tháng năm 2009 chỉ xuất khẩu 21.000 tấn, từ tháng Giêng 2008 đến điểm thấp nhất kể từ

Tháng 9 năm 2009 Trung Quốc xuất khẩu 40.000 tấn than cốc, giảm 97,08%; tháng mộtTháng chín, tổng lượng xuất khẩu 360.000 tấn, giảm 96,7%

Than Cốc sản xuất từ than đá là loại chứa ít lưu huỳnh và ít tro nhờ quy trình luyện than đá thành than cốc trong các lò kín ở nhiệt độ cao trên 10000C trong điều kiện yếm khí, thường kéo dài từ 14- 36 giờ Các hợp chất dễ bay hơi được gom lại và tái sử dụng để lấy lại các phế phẩm Cacbon còn lại trong

lò là cốc

Tại các khu vực có nhà sản xuất than cốc, môi trường rất ô nhiễm, nước thải của nhà máy chứa một lượng lớn phenol Các sản phẩm phụ của nhà máy sản xuất than cốc như benzene, phenol rất độc hại đối với con người

Do than cốc là nguồn nguyên liệu chính để sản xuất gang, mặt khác theo

dự đoán, giá than cốc sẽ tăng 60% trong vài năm tới, nên việc cắt giảm sản xuất than cốc là một khó khăn

Theo ý kiến của Klaus Toepfer, Giám đốc Chương trình môi trường LHQ, việc loại bỏ các dạng năng lượng gây ô nhiễm là thách thức toàn cầu

Sử dụng nhiên liệu hóa thạch là điều không thể tránh khỏi vì 80% nguồn năng lượng bắt nguồn từ nhiên liệu hóa thạch

Do luyện than cốc gây ô nhiễm môi trường khá nặng nên Mỹ, Eu… lần lượt đóng của các cơ sở sản xuất than cốc của mình để nhập khẩu than cốc của Trung Quốc, nhưng ngay tại Trung Quốc các nhà máy than cốc ô nhiễm nhất cũng đã buộc đóng của gần hết, đồng thời sẽ giảm 20% sản lượng cốc trong năm tới và hạn chế xuất khẩu than cốc luyện kim nhằm giảm thiểu ô nhiễm

- Hiện trạng môi trường sản xuất cốc ở Việt Nam

Sản lượng than cốc của Việt Nam nhỏ, không đáp ứng cho nhu cầu sản xuất nên thường phải nhập nguyên liệu từ nước ngoài Chất lượng than cũng không phù hợp với nhu cầu sản xuất

Việt Nam gần như không có than mỡ để luyện kim than cốc cho công nghệ luyện kim và có rất ít nhà máy sản xuất than cốc Nhà máy Cốc hóa thuộc Công ty Gang thép Thái Nguyên với sản lượng thiết kế 150.000 tấn/ năm đã sản xuất ổn định và dần nâng cao năng xuất Ngoài ra, các nhà máy Gang thép Đông Á tại Quảng Ninh sản xuất than cốc từ than gầy

2.4 Tình hình ô nhiễm môi trường nước

- Hiện trạng ô nhiễm nước ở trên thế giới

Vài thấp niên gần đây, khủng hoảng môi trường trầm trọng hơn theo 1 báo cáo quan trọng hàng đầu của Liên Hợp Quốc về môi trường (UNEP), sự ô nhiễm nước trên thế giời ngày 1 gia tăng

Trong đó, nhưng năm thập niên 60 của thế kỷ 20, ô nhiễm nước đang với nhịp độ đáng lo ngại Tiến độ ô nhiễm phản ánh trung thực tiến bộ phát triển

Ở nước Anh: Đầu thế kỷ 19 sông Tamise rất sạch, đến giữa thế kỷ 20 nó trở thàng ống cống lộ thiên

Nước Pháp rộng hơn, kỹ nghệ phân tán và nhiều sông lớn, nhưng vấn đề cũng không khác là bao Nước ở các sông lớn không còn được dung làm nước sinh hoạt nữa, 5000 km sông của pháp bị ô nhiễm mãn tính Sông Rhin chảy qua vùng kỹ nghệ hóa mạnh, khu vực có hơn 40 triệu người, là nạn nhân của nhiều tai nạn như ung thư, các bệnh liên quan đến hệ tiêu hóa, các bệnh về da

Ở Hoa kỳ ô nhiễm nước nặng nề cũng diễn ra ở các bờ phía đông, vùng Đại

Hồ bị ô nhiễm nặng, trong đó hồ Erie, Ontario ô nhiễm đặc biệt nghiêm trọng Tại một số nước, có tới một nửa số bệnh nhân phải vào điều trị tại bệnh viện là do không được tiếp cận với nhưng điều kiện vệ sinh phù hợp vì thiếu nước và nguồn nước bị ô nhiễm Thiếu vệ sinh và thiếu nước sạch là nguyên nhân gây tử vong cho hơn 1,6 triệu trẻ em môi năm

- Hiện trạng ô nhiễm môi trường nước ở Việt Nam

Nước ta hiện nay dù là 1 nước đang phát triển công nghiệp còn chưa phát triển mạnh dân số đô thi không cao nhưng tình trạng ô nhiễm môi trường nói chung và ô nhiễm nguồn nước nói riêng ngày một nghiêm trọng ở những mức độ khác nhau

Phần lớn lượng nước thải sinh hoạt (khoảng 600.000 m3 môi ngày, với khoảng 250 tấn rác được thải ra các sông ở riêng khu vực Hà Nội) và công nghiệp (khoảng 260.000 m3 và chỉ có 10% được xử lý) còn lại đều không được xử lý mà đổ thẳng vào các ao hồ, sau đó chảy ra các con sông lớn tại Vùng Châu thổ Sông Hồng và Sông Mê Kông Ngoài ra, nhiều nhà máy và các cơ sở sản xuất như các lò mổ và ngay cả bệnh viện (khoảng 7000 m3 mỗi ngày, và chỉ có 30% là được xử lý) cũng không được trang bị hệ thống xử lý nước thải

Ô nhiễm do sản xuất công nghiệp là rất nặng Ví dụ: ở ngành công nghiệp dệt may các khu công nghiệp chế xuất

Về tình trạng ô nhiễm nước ở nông thôn và khu vực sản xuất nông nghiệp, hiện nay Việt Nam có gần 76% dân số đang sinh sống ở nông thôn là nơi cơ sở hạ tầng còn lạc hậu, phần lớn các chất thải của con người và gia súc không được xử lý nên thấm xuống đất hoặc bị rửa trôi, làm cho tình trạng ô nhiễm nguồn nước về mặt hữu cơ và vi sinh vật ngày càng cao Theo báo cáo của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, số vi khuẩn Feca coliform trung

bình biến đổi từ 1.500-3.500MNP/100ml ở các vùng ven sông Tiền và sông Hậu, tăng lên tới 3800-12.500MNP/100ml ở các kênh tưới tiêu

Hậu quả chung của tình trạng ô nhiễm nước là tỉ lệ người chết do các bệnh liên quan đến ô nhiễm nước như viêm màng kết, tiêu chảy, ung thư ngày càng tăng lên Ngoài ra, tỉ lệ trẻ em tử vong tại các khu vực bị ô nhiễm nguồn nước là rất cao

- Hiện trạng ô nhiếm môi trường nước tỉnh Thái Nguyên

Ở Thái Nguyên, nước thải công nghiệp thải ra từ các cơ sở sản xuất giấy, luyện gang thép, luyện kim màu, khai thác than; về mùa cạn tổng lượng nước thải khu vực thành phố Thái Nguyên chiếm khoảng 15% lưu lượng nước sông Cầu; nước thải từ sản xuất giấy có pH từ 8,4 - 9 và hàm lượng NH4 là 4mg/l, hàm lượng chất hưu cơ cao, nước thải có màu nâu, mùi khó chịu

Tỉnh Thái Nguyên có nhiều khu công nghiệp, trong đó Gang thép là một trong các khu công nghiệp lớn chuyên sản xuất gang- thép đáp ứng cho nhu cầu phát triển công nghiệp trong cả nước Công ty Công ty cổ phần gang thép Thái Nguyên là doanh nghiệp nhà nước trực thuộc Tổng công ty Thép Việt Nam (Bộ Công Nghiệp) được thành lập từ năm 1959 và đi vào hoạt đông từ 25/11/1963 Nhà máy Cốc hóa là một trong 5 thành viên của Công ty Gang Thép Công ty cổ phần gang thép Thái Nguyên nằm trong khu công nghiệp Gang thép của tỉnh Thái Nguyên Trong quá trình hoạt động sản xuất, nhà máy Cốc hóa là một trong nhưng đơn vị gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng nhất trong khu Công Nghiệp Gang Thép Thái Nguyên

2.5 Một số nghiên cứu trên thế giới và việt nam liên quan đến nước thải công nghiệp

Nước chiếm gần 3/4 diện tích toàn cầu Phần lớn lượng nước trên thế giới ở dạng đóng băng hoặc bị mặn Trên 90 % lượng nước ngọt trên trái đất nằm ở Bắc Cực Lượng nước được phân bố như sau: 93 % là nước biển 2,5 % nằm trong các tầng địa chất dưới bề mặt đất; 2 % nằm ở hai cực Nam Bắc của

trái đất; < 1% di chuyển trong các sông hồ, ao trên bề mặt trái đất, ở dạng độ

ẩm không khí và bị cố định trong các cơ thể sống (Nguyễn Thị Lợi, 2006)

Trong các nhà máy luyện gang thép bằng phương pháp truyền thống (sử dụng oxy trong lò đốt), nước làm lạnh thường bị nhiễm kim loại nặng và chất bôi trơn nên không được tái sử dụng, và được thải bỏ ra bên ngoài cùng với nước thải từ các nguồn khác nhau

Trung bình sản xuất một tấn sản phẩm sẽ thải ra khoảng 80m3 nước thải Nước thải này nhiệt độ rất cao vì có hòa trộn nước làm mát Thành phần của nước thải từ ngành luyện gang thép rất khó xử lý, vì bao gồm nhiều hoá chất độc hại như phenol, xyanua, ammonia, dầu, kim loại nặng, và một số chất hữu

cơ khác

Nồng độ của một số chất thải phát sinh trong quá trình sản xuất thép, theo tính toán của WB/UNEP/UNIDO/WHO từ các nhà máy luyện gang thép trước năm 1999 Tổng chất rắn lơ lửng 4000-7000mg/l;Xyanua 15mg/l;COD (nhu cầu oxy hóa học) 500mg/l Kẽm 35mg/l Chì 8mg/l Cadimi 0,4 mg/l Crom 5 mg/l (Hảo Võ (NCS Đại học Arizona, Hoa Kỳ)