ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ CỦA CỤM CÁC CƠ SỞ SẢN XUẤT THÉP .LUẬN VĂN THẠC SĨ

ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ CỦA CỤM CÁC CƠ SỞ SẢN XUẤT THÉP TẠI KHU CÔNG NGHIỆP HÒA KHÁNH – THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG Học viên: Nguyễn Tiến N

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGUYỄN TIẾN NAM

ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ CỦA CỤM CÁC

CƠ SỞ SẢN XUẤT THÉP TẠI KHU CÔNG NGHIỆP HÒA KHÁNH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGUYỄN TIẾN NAM

ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ CỦA CỤM CÁC

CƠ SỞ SẢN XUẤT THÉP TẠI KHU CÔNG NGHIỆP HÒA KHÁNH

– TP ĐÀ NẴNG

Chuyên ngành: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

Mã số: 8520320

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN ĐÌNH HUẤN

Đà Nẵng, năm 2018

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi

Các số liệu, kết quả nghiên cứu nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Người cam đoan

NGUYỄN TIẾN NAM

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

MỤC LỤC i

DANH MỤC BẢNG BIỂU iv

DANH MỤC HÌNH VẼ v

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT vii

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN VẤN ĐỀ Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ CỦA NGÀNH SẢN XUẤT THÉP 4

1.1 Môi trường không khí các cơ sở sản xuất thép trên thế giới 4

1.2 Môi trường không khí các cơ sở sản xuất thép ở Việt Nam 5

1.3 Môi trường không khí các cơ sở sản xuất thép tại KCN ở thành phố Đà Nẵng 10

1.4 Tổng quan về phần mềm mô phỏng khuếch tán ô nhiễm MTKK 11

CHƯƠNG 2 - ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ CỦA CỤM CÁC CƠ SỞ SẢN XUẤT THÉP TẠI KCN HÒA KHÁNH 13

2.1 Các cơ sở sản suất thép tại KCN Hòa Khánh 13

2.1.1 Khu công nghiệp Hòa Khánh 13

2.1.1.1 Lịch sử hình thành 13

2.1.1.2 Vị trí và điều kiện khí tượng 14

2.1.2 Các cơ sở sản xuất thép tại KCN Hòa Khánh 15

2.2 Quy trình công nghệ sản xuất của các cơ sở sản xuất thép 16

2.2.1 Quy trình công nghệ sản xuất của cơ sở sản xuất thép DANA – Nhật 16

2.2.2 Quy trình công nghệ sản xuất của cơ sở sản xuất thép Thường Thắng Đạt 19 2.2.3 Quy trình công nghệ sản xuất của cơ sở sản xuất thép Tấn Quốc 21

2.2.4 Quy trình công nghệ sản xuất của cơ sở sản xuất thép Tấn Hiền 23

2.3 Hiện trạng chất lượng môi trường không khí của cụm các cơ sở sản xuất thép tại KCN Hòa Khánh 24

2.3.1 Các nguồn phát thải và tác nhân gây ô nhiễm môi trường không khí tại các cơ sở sản xuất thép 24

2.3.1.1 Cơ sở sản xuất thép DANA – Nhật 27

2.3.1.2.Cơ sở sản xuất thép Thường Thắng Đạt 28

2.3.1.3 Cơ sở sản xuất thép Tấn Quốc 28

2.3.1.4 Cơ sở sản xuất thép Tấn Hiền 28

2.3.2 Hiện trạng ô nhiễm không khí tại KCN Hòa Khánh 29

2.4 Hiện trạng các công trình xử lý khí thải 30

2.4.1 Cơ sở sản xuất thép DANA – Nhật 30

2.4.2 Cơ sở sản xuất thép Thường Thắng Đạt 32

2.4.3 Cơ sở sản xuất thép Tấn Quốc 33

2.4.4 Cơ sở sản xuất thép Tấn Hiền 34

2.5 Kết quả đo đạc khảo sát hiện trạng môi trường 36

CHƯƠNG 3 - MÔ PHỎNG KHUẾCH TÁN Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ TẠI CỤM CÁC CƠ SỞ SẢN XUẤT THÉP 38

3.1 Cơ sở lý thuyết mô hình khuếch tán 38

3.2 Dữ liệu nguồn thải 49

3.3 Mô hình tính toán 50

3.3.1 Chương trình tính sản phẩm cháy 50

3.3.2 Chương trình mô phỏng sự phát thải của nguồn điểm 53

3.4 Xây dựng các kịch bản khuếch tán ô nhiễm 54

3.5 Kết quả mô phỏng của mô hình khuếch tán 55

3.5.1 Kịch bản 1: Các nhà máy hoạt động theo công suất thực tế và không lắp đặt hệ thống xử lý khí thải 55

3.5.2 Kịch bản 2: Các nhà máy hoạt động theo công suất thực tế và vận hành hệ thống xử lý khí thải hiện có 57

3.5.3 Kịch bản 3: Các nhà máy hoạt động nâng công suất sản xuất trong tương lai và vẫn giữ nguyên hệ thống xử lý 60

3.6 Đánh giá các thông số kỹ thuật của ống khói 63

3.6.1 Đánh giá chiều cao ống khói 63

3.6.2 Đánh giá đường kính ống khói 63

CHƯƠNG 4 - ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP KIỂM SOÁT Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ CỦA CÁC NHÀ MÁY THÉP 65

4.1 Các giải pháp chung 65

4.1.1 Thay đổi công nghệ và nhiên liệu 65

4.1.2 Biện pháp vận hành 65

4.1.3 Biện pháp khác 65

4.2 Đề xuất biện pháp kỹ thuật để giảm thiểu ô nhiễm tại cụm các cơ sở sản xuất thép trong KCN Hòa Khánh 66

4.2.1 Đề xuất đối với hệ thống xử lý hoạt động hiện tại 66

4.2.1.1 Đối với nhà máy DANA – Nhật 66

4.2.1.2 Đối với nhà máy Thường Thắng Đạt 66

4.2.1.3 Đối với nhà máy Tấn Quốc 67

4.2.1.4 Đối với nhà máy Tấn Hiền 67

4.2.2 Trường hợp các nhà máy hoạt động nâng công suất 67

4.2.2.1 Đối với nhà máy DANA – Nhật 67

4.2.2.2 Đối với nhà máy Thường Thắng Đạt 68

4.2.2.3 Đối với nhà máy Tấn Quốc 68 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHẦN PHỤ LỤC

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 So sánh hiệu quả các phương pháp xử lý khí bụi 9

Bảng 2.1 Các cơ sở sản xuất thép trong KCN Hòa Khánh 15

Bảng 2.2 Số liệu các nguồn phát thải ô nhiễm của các nhà máy 24

Bảng 2.3 Các nguồn gây ô nhiễm môi trường không khí 27

Bảng 2.4 Mức ồn gây ra từ các thiết bị sản xuất của nhà máy (dBA) 29

Bảng 2.5 Thông số kỹ thuật của hệ thống xử lý khí than 32

Bảng 2.6 Kết quả phân tích các mẫu không khí xung quanh cụm các cơ sở sản xuất thép trong KCN Hòa Khánh lấy ngày 14/08/2018 36

Bảng 2.7 Kết quả phân tích các mẫu không khí xung quanh cụm các cơ sở sản xuất thép trong KCN Hòa Khánh lấy ngày 11/09/2018 36

Bảng 3.1 Cấp ổn định của khí quyển 43

Bảng 3.2 Hệ số a, b, c và d 43

Bảng 3.3 Số mũ n 49

Bảng 3.4 Tình hình sử dụng nhiên liệu đốt các nhà máy 49

Bảng 3.5 Công thức tính sản phẩm cháy ở điều kiện chuẩn 50

Bảng 3.6 Công thức tính lượng khói thải và tải lượng khí ô nhiễm 51

Bảng 3.7 Tải lượng ô nhiễm trong luyện thép lò điện tại châu Âu 53

Bảng 3.8 Tải lượng ô nhiễm trong luyện thép lò điện tại nhà máy thép Tấn Hiền 53

Bảng 3.9 Tải lượng ô nhiễm các nguồn thải khi không có hệ thống xử lý 55

Bảng 3.10 Tải lượng ô nhiễm tại ống khói khi các nhà máy thép có vận hành hệ thống xử lý 58

Bảng 3.11 Tiêu hao nhiên liệu khi các nhà máy tăng công suất 60

Bảng 3.12 Tải lượng ô nhiễm các nguồn thải khi tăng công suất nhà máy 60

Bảng 3.13 Tải lượng ô nhiễm từ quá trình luyện nguyên liệu của nhà máy thép Tấn Hiền sau khi tăng công suất trong KCN Hòa Khánh 61

Bảng 3.14 Tải lượng ô nhiễm các nguồn thải khi các nhà máy thép nâng công suất và giữ nguyên hệ thống xử lý 61

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Quy trình sản xuất thép khép kín 6

Hình 2.1.Bản đồ tổng thể KCN Hòa Khánh 13

Hình 2.2 Vị trí các nhà máy sản xuất thép tại KCN Hòa Khánh 16

Hình 2.3 Quy trình sản xuất của nhà máy thép DANA – Nhật 17

Hình 2.4 Quy trình sản xuất của nhà máy thép Thường Thắng Đạt 20

Hình 2.5.Quy trình sản suất nhà máy thép Tấn Quốc 22

Hình 2.6 Quy trình sản xuất nhà máy thép Tấn Hiền 23

Hình 2.7 Sơ đồ công nghệ xử lý khí hóa than 31

Hình 2.8 Hệ thống xử lý khí thải của cơ sở sản xuất thép Thường Thắng Đạt 32

Hình 2.9 Hệ thống xử lý khí thải của cơ sở sản xuất thép Tấn Quốc 34

Hình 2.10 Hệ thống xử lý khí thải lò luyện thép bằng tháp tiếp xúc của cơ sở sản xuất thép Tấn Hiền 35

Hình 3.1 Luồng khói từ nguồn điểm cao trong hệ trục xyz 38

Hình 3.2 Minh họa sự lan truyền theo các chiều 39

Hình 3.3 Luồng khói từ nguồn điểm cao trong hệ trục xyz 40

Hình 3.4 Khoảng cách theo chiều đứng của các điểm xem xét A và B đến đường trục của luồng thực và luồng ảo 40

Hình 3.5 Hệ số khuếch tán ngang σy, m 42

Hình 3.6 Hệ số khuếch tán đứng σz, m 42

Hình 3.7 Chiều cao hiệu quả của ống khói 44

Hình 3.8 Hàm số z = f(X) 46

Hình 3.9 Sơ đồ khối mô phỏng ô nhiễm theo Gauss 49

Hình 3.10 Vị trí các nguồn thải của các cơ sở sản xuất thép trong KCN Hòa Khánh 50 Hình 3.11 Giao diện tính sản phẩm cháy 52

Hình 3.12 Giao diện mô hình Meti - lis 53

Hình 3.13 Cửa sổ thực hiện tính toán 54

Hình 3.14 Mô phỏng phát tán ô nhiễm bụi khi không có hệ thống xử lý của nhà máy DANA - Nhật 56

Hình 3.15 Mô phỏng phát tán ô nhiễm SO2 khi không có hệ thống xử lý của nhà máy DANA - Nhật 56

Hình 3.16 Mô phỏng phát tán ô nhiễm bụi khi 3 nhà máy hoạt động cùng lúc và không có hệ thống xử lý 57

Hình 3.17 Mô phỏng phát tán ô nhiễm bụi khi có hệ thống xử lý của nhà máy thép DANA – Nhật 59

Hình 3.18 Mô phỏng phát tán ô nhiễm bụi của 3 nhà máy thép có vận hành hệ thống xử lý 59

Hình 3.19 Mô phỏng phát tán ô nhiễm bụi khi tăng công suất và giữ nguyên hệ thống

xử lý của nhà máy thép DANA – Nhật 62 Hình 3.20 Mô phỏng phát tán ô nhiễm bụi khi tăng công suất và giữ nguyên hệ thống

xử lý của 3 nhà máy thép 62

PTFE Poly Tetra Fluorethylene (Nhựa Teflon)

QCVN Quy chuẩn Việt Nam

QCCP Quy chuẩn cho phép

TNHH Trách nhiệm hữu hạn

SXSH Sản xuất sạch hơn

BOF Basic Oxygen Furnace (lò thổi oxy)

EAF Electric Arc furnace (lò điện)

ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ CỦA CỤM CÁC CƠ SỞ SẢN XUẤT THÉP TẠI KHU CÔNG NGHIỆP HÒA KHÁNH – THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG

Học viên: Nguyễn Tiến Nam Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường

Mã số: 8520320 Khóa: K32 Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN

Tóm tắt - Nghiên cứu sử dụng phần mềm meti-lis để mô phỏng lan tỏa ô nhiễm bụi và các

khí ô nhiễm từ các nguồn thải của cụm sản xuất thép tại khu công nghiệp (KCN) Hòa Khánh, thành phố Đà Nẵng Kết quả nghiên cứu cho thấy, mặc dù các nhà máy đã thực hiện xử lý ô nhiễm khí thải theo cam kết đánh giá tác động môi trường (ĐTM) nhưng vẫn gây ô nhiễm môi trường xung quanh vượt 1,6 lần Nếu các hệ thống xử lý khí thải ngừng hoạt động sẽ gây

ô nhiễm vượt khoảng 15 lần so với QCVN 05:2013 Nguyên nhân được chỉ ra là do lựa chọn chiều cao, đường kính ống khói và hiệu suất của thiết bị xử lý chưa đạt yêu cầu Nghiên cứu cũng đề xuất một số biện pháp khả thi để khắc phục các bất cập đang xảy ra

Từ khóa – phần mềm meti-lis; ô nhiễm không khí; sản xuất thép; khuếch tán

ASSESSING AIRPOLLUTION&PROPOSING APPROPRIATE SOLUTIONS FOR STEEL PRODUCTION FACRORIESIN HOA KHANH INDUSTRIAL

ZONE, DA NANG CITY Abstract – In this article, Meti-lis software was used to simulate the diffusion of air

pollutant concentrations from the stacks of steel production factories in the Hoa Khanh Industrial Zone, Da Nang City The results show that although the factories have implemented pollution treatment in accordance with the commitment of environmental impact assessment, but they still pollute the ambient environment more than 1,6 times If the air pollution treatment system dosen't operate, the air pollution will reach 15 times that of QCVN 05:2013 This happens because the height and diameter of stack and the efficiency of the treatment equipment aren't suitable Some suggestions in this research are presented to solve these problems

Keywords - meti-lis software; air pollution; steel production; diffusion

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Ngành sản xuất thép đóng vai trò quan trọng cho nền kinh tế các quốc gia Thế nhưng hoạt động sản xuất thép gây ô nhiễm môi trường khá trầm trọng Hiện nay hoạt động sản xuất thép có xu hướng chuyển từ các nước phát triển sang các nước đang phát triển, vốn được gọi là quá trình xuất khẩu ô nhiễm Mặc dù mang lại tăng trưởng kinh tế nhưng cái giá phải trả cho ngành công nghiệp này lại quá lớn Ngành công nghiệp thép làm gia tăng áp lực về ô nhiễm môi trường ảnh hưởng đến sức khỏe con người bởi ô nhiễm tiếng ồn, đất, nước và không khí

Đà Nẵng là một thành phố trực thuộc Trung Ương với tiềm năng lớn về phát triển kinh tế và xã hội Mặt khác thành phố Đà Nẵng là trung tâm và là động lực phát triển kinh tế của khu vực miền Trung và Tây Nguyên có cơ sở hạ tầng tương đối tốt so với các đô thị khác trong khu vực Để phát huy thế mạnh đó, nhằm phát triển kinh tế, đẩy mạnh quá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa thì việc đầu tư xây dựng các KCN

là một bước tất yếu

KCN Hòa Khánh được xây dựng ở vị trí thuận lợi, nơi tập trung phần đông công nhân lao động của thành phố và các tỉnh lân cận, cách trung tâm thành phố và các công trình quan trọng như Sân bay quốc tế, Ga Đà Nẵng khoảng 10km Từ đây, nếu di chuyển bẳng ô tô vào nội thành chỉ mất khoảng 15 phút nên khá thuận lợi cho việc đi lại và vận chuyển hàng hóa Đây là KCN có diện tích lớn nhất trong sáu KCN hiện có

ở Đà Nẵng và là nơi thu hút nhiều dự án đầu tư nhất, đặc biệt là các dự án của nhà đầu

tư Nhật Bản

KCN Hòa Khánh – TP Đà Nẵng là nơi tập trung nhiều cơ sở sản xuất thép quy

mô lớn như Công ty thép Hòa Phát, Công ty thép Việt – Mỹ, Công ty thép VNECO.SSM Ngoài ra trong KCN Hòa Khánh đang có một cụm các cơ sở sản xuất thép quy mô vừa và nhỏ gồm khoảng 10 doanh nghiệp Tuy nhiên, hiện nay chỉ có các

cơ sở sản xuất như Công ty thép Thường Thắng Đạt, Công ty thép DANA – Nhật, Công ty thép Tấn Quốc, Công ty thép Tấn Hiền hoạt động thường xuyên Theo kết quả kiểm tra của Ban quản lý các KCN và chế xuất Đà Nẵng năm 2016, dây chuyền sản xuất cũng như các hệ thống xử lý khí thải lò luyện thép, lò nung của các cơ sở đang hoạt động đều đã lạc hậu, không khép kín và gây ô nhiễm nghiêm trọng đến môi trường không khí xung quanh [1] Bên cạnh đó, theo khảo sát tại khu vực cụm các cơ

sở sản xuất thép của bản thân, tác giả nhận thấy các cơ sở này thải một lượng khí thải làm phát sinh nhiều bụi trong khu vực cụm sản xuất và khu vực lân cận

Xuất phát từ thực tiễn trên, để quản lý chất lượng, bảo vệ môi trường, phát huy thế mạnh của các cơ sở sản xuất thép trong KCN Hòa Khánh, đảm bảo sinh kế cho cộng đồng dân cư sinh sống tại đây hướng đến phát triển bền vững về môi trường, kinh

tế và xã hội, chú trọng những giải pháp kỹ thuật công nghệ, tác giả chọn đề tài “Đánh

giá hiện trạng & đề xuất biện pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường không khí của cụm các cơ sở sản xuất thép tại khu công nghiệp Hòa Khánh – TP Đà Nẵng” làm

luận văn tốt nghiệp cao học của mình

2 Mục tiêu nghiên cứu

- Nghiên cứu hiện trạng MTKK xung quanh cụm các cơ sở sản xuất thép trong KCN Hòa Khánh

- Đánh giá mức độ ô nhiễm và đề xuất biện pháp giảm thiểu – kiểm soát ô nhiễm MTKK xung quanh cụm các cơ sở sản xuất thép

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

- Ý nghĩa khoa học: Cung cấp các số liệu liên quan cũng như phương pháp mô phỏng ô nhiễm từ các ống khói của cơ sở sản xuất thép, đồng thời làm tài liệu tham khảo cho sinh viên trong quá trình học tập

- Ý nghĩa thực tiễn: Góp phần bảo vệ môi trường nói chung bởi các cơ sở sản xuất thép đến cuộc sống người dân trên địa bàn thành phố Đà Nẵng

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

4.1 Đối tượng nghiên cứu

Các nguồn phát thải, các tác nhân ô nhiễm không khí, tiếng ồn trong cụm các cơ

sở sản xuất thép tại KCN Hòa Khánh

5 Phương pháp nghiên cứu

5.1 Phương pháp thu thập tài liệu, số liệu có liên quan

- Thu thập các tài liệu, thông tin về hoạt động của cụm các cơ sở sản xuất thép tại KCN Hòa Khánh

- Thống kê, thu thập các tài liệu, số liệu liên quan về: lượng nguyên, nhiên liệu

sử dụng; lượng chất thải phát sinh trong thời gian hoạt động

5.2 Phương pháp khảo sát thực địa

Xem xét quy trình hoạt động, hiện trạng môi trường, tình hình sử dụng nguyên nhiên liệu, năng lượng; biện pháp bảo vệ môi trường, các vấn đề quản lý tại cụm các

cơ sở sản xuất thép trong KCN

5.3 Phương pháp đo đạc lấy mẫu, phân tích

Lấy và phân tích các mẫu không khí xung quanh và mẫu khí thải tại cụm các cơ

sở sản xuất thép và vùng lân cận cơ sở sản xuất để có cơ sở đánh giá về chất lượng môi trường khu vực

5.4 Phương pháp mô hình hóa

Sử dụng các phần mềm tính toán sản phẩm cháy, nồng độ ô nhiễm trên mặt đất, lan tỏa ô nhiễm

5.5 Phương pháp tham khảo ý kiến chuyên gia

6 Nội dung nghiên cứu

- Đánh giá hiện trạng MTKK xung quanh cụm các cơ sở sản xuất thép trong KCN Hòa Khánh

- Mô phỏng sự khuếch tán của các ống khói để xem xét sự phát tán các chất ô nhiễm đến các khu dân cư và các công trình lân cận

- Đề xuất biện pháp giảm thiểu – kiểm soát ô nhiễm MTKK xung quanh cụm các

cơ sở sản xuất thép

7 Bố cục dự kiến của luận văn

Lời cam đoan

2 Mục tiêu nghiên cứu

3 Ý nghĩa của đề tài

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

5 Phương pháp nghiên cứu

6 Nội dung nghiên cứu

Chương 1: Tổng quan vấn đề ô nhiễm không khí của ngành sản xuất thép

Chương 2 : Đánh giá hiện trạng ô nhiễm môi trường không khí của cụm các cơ sở sản xuất thép tại KCN Hòa Khánh

Chương 3: Mô phỏng khuếch tán ô nhiễm không khí tại cụm các cơ sở sản xuất thép Chương 4 : Đề xuất biện pháp kiểm soát ô nhiễm môi trường không khí

Kết luận và kiến nghị

Tài liệu tham khảo

Phụ lục

CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN VẤN ĐỀ Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ CỦA

NGÀNH SẢN XUẤT THÉP

1.1 Môi trường không khí các cơ sở sản xuất thép trên thế giới

Theo các kết quả nghiên cứu, sản xuất một tấn thép sẽ thải ra khoảng 10.000 m3khí thải, 100 kg bụi và 80 m3 nước thải Các loại chất thải này nếu không được xử lý đúng cách thì cái giá phải trả cho sự tăng trưởng sẽ là quá lớn Sau nhiều năm đẩy mạnh phát triển công nghiệp và kinh tế để vượt Nhật Bản, vấn đề tim, phổi và ung thư tại Trung Quốc ngày càng trở nên phổ biến Ô nhiễm kim loại gây ra thể chất bất thường Trẻ em sinh ra với các dị tật bẩm sinh Trung Quốc đã đốt 3,6 tỷ tấn than trong năm 2013, nhiều hơn so với phần còn lại của thế giới Sau năm 1980, Bắc Kinh có hơn 3.000 nhà máy Đối với một quốc gia nông nghiệp muốn phát triển, ống khói là biểu hiện của sự tiến bộ Thế nhưng, sự bùng nổ kinh tế khiến bộ mặt quốc gia thay đổi Mọi thành phố đều giống nhau, chìm trong ô nhiễm không khí, đất và nước Nhu cầu

về thép nói riêng và kim loại màu nói chung khiến Trung Quốc đốt nhiều than hơn bao giờ hết [2]

Năm 2013, Bộ Bảo vệ Môi trường Trung Quốc công bố danh sách 247 “làng ung thư” ở 27 tỉnh, khu vực khắp cả nước và thừa nhận tình trạng ô nhiễm môi trường nghiêm trọng đang xảy ra Vành đai ô nhiễm và các làng ung thư từ khu vực ven biển lấn sâu vào nội địa khiến số người chết vì ung thư vượt quá 1,4 triệu và tỷ lệ sông ngòi

bị ô nhiễm lên tới hơn 40% Tuy nhiên, nhiều chuyên gia cho biết, số làng ung thư vượt quá 400 Nguồn nước bị nhiễm độc nặng do hóa chất xả ra ngoài Theo Greenpeace East Asia, 320 triệu người không có điều kiện tiếp cận nước sạch tại Trung Quốc và 190 triệu người đang sử dụng nguồn nước bị ô nhiễm nặng với các hóa chất độc hại Tại một số địa phương, đất đai bỏ hoang do không thể trồng trọt Khi những nhà máy đầu tiên chuyển đến, côn trùng biến mất khỏi vùng đất phì nhiêu và sau đó đến những loài chim trên trời Cây cối khô héo và chết khi các nhà máy đến nhiều hơn

Tùy thuộc vào nguyên liệu ban đầu, quặng sắt hoặc nguyên liệu tái chế, quá trình luyện kim trải qua nhiều bước khác nhau Mỗi bước đều phát sinh ra lượng lớn chất thải với 3 dạng: rắn, lỏng, khí và bụi với mức độ ô nhiễm khác nhau Trong các nhà máy luyện thép bằng phương pháp truyền thống, nước làm mát thường bị nhiễm kim loại nặng và các chất phụ gia nên không được tái sử dụng và thường được xả ra bên ngoài cùng nguồn nước thải khác Thành phần của nước thải này rất khó xử lý và chứa nhiều hóa chất độc hại như phenol, xyanua, ammonia, kim loại nặng và một số chất hữu cơ khác Không được xử lý đúng cách, những loại chất thải này có thể gây ô nhiễm môi trường, hủy hoại hệ sinh thái và ảnh hưởng đến sức khỏe của con người Năm 2010, tập đoàn luyện thép AK xếp hạng 1 trong danh sách các công ty gây ô

nhiễm ở Mỹ sau khi thải khoảng 13.517 tấn hóa chất xuống sông, 11.022 tấn xuống sông Ohio và 2.495 tấn xuống sông Muskingum, theo Trung tâm Nghiên cứu Chính sách Môi trường Mỹ, trong nhiều năm liên tiếp Ohio trở thành con sông ô nhiễm nhất

của quốc gia này [2]

1.2 Môi trường không khí các cơ sở sản xuất thép ở Việt Nam

Hiện cả nước có trên 300 doanh nghiệp nhỏ và vừa sản xuất gang thép (chiếm gần 30% tổng sản lượng gang thép sản xuất tại Việt Nam), góp phần tăng trưởng kinh

tế, tạo việc làm cho xã hội Song do đầu tư nhỏ lẻ nên hầu hết các DN gây ô nhiễm môi trường, đặc biệt là môi trường tại các làng nghề và các xí nghiệp nhỏ lẻ Nguồn chất thải phát sinh trong quá trình sản xuất gang thép gồm nước thải, khí và bụi thải, chất thải rắn Trong đó, nước thải phát sinh từ 2 nguồn: Nước làm mát thiết bị và sản phẩm; Nước dùng để pha chế các loại hóa chất để tẩy, rửa kim loại, sơn mạ màu Khi thải ra chúng có một số khoáng chất, dầu, mỡ dư thừa, cặn bụi, ô xít sắt và các kim loại nặng khác là tác nhân gây ô nhiễm Theo tính toán, để sản xuất 1 tấn thép sẽ thải

ra từ 0,5-1 tấn xỉ, 10.000 m3 khí thải, 100 kg bụi và các chất ô nhiễm như: axit, kiềm, các nguyên tố hợp kim Trong các vùng luyện kim, khí quyển bị nhiễm bẩn chiếm tỷ lệ gần 60% Ngoài ra, việc sản xuất thép còn sử dụng nhiều năng lượng như than, gas, điện, dầu và các chất phụ trợ như hợp kim, điện cực, khí trơ, vật liệu đầm lò Đặc biệt, quá trình sản xuất gang thép đã tạo ra một lượng lớn các chất thải gây ô nhiễm môi trường với một lượng bụi lên tới hàng nghìn tấn/năm, thành phần chủ yếu là các oxit kim loại và những loại oxit khác (FeO, MnO, Al2O3, SiO2, CaO, MgO) và các loại khí thải chứa CO, CO2, SO2, NO2, gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người mà trực tiếp là những công nhân làm việc trong nhà máy Ngoài ra, các vấn đề về ô nhiễm nhiệt, rung động, tiếng ồn cũng là những vấn đề ngành thép phải quan tâm [3]

Đặc biệt, các nghiên cứu về khoa học khí hậu và hệ thống quan trắc khí hậu toàn cầu (GCOS) đã chỉ ra rằng, hoạt động của các ngành công nghiệp và hoạt động của con người đã phát thải ra nhiều loại khí thải nhà kính (CO2, CH4, N2O, PFCs, SF6) Trong đó, sản xuất gang thép đã sử dụng nguồn tài nguyên thiên nhiên (quặng sắt, than, đá vôi, khí thiên nhiên…) và sử dụng nhiệt năng, điện năng từ việc đốt cháy nhiên liệu hóa thạch (than, dầu, khí thiên nhiên) đã tạo nên nguồn phát thải khí nhà kính khá lớn Sản xuất gang thép qua các công đoạn nung sấy, thiêu kết, nấu chảy nguyên liệu để tạo ra gang, đúc phôi từ gang và cán đều tạo ra 3 dạng chất thải (nước thải; khí và bụi thải; chất thải rắn) với mức độ ô nhiễm khác nhau Tất cả các công đoạn của sản xuất gang thép đều phát sinh ra lượng khí thải Đặc biệt, công nghệ luyện gang truyền thống (gồm các công đoạn thiêu kết, luyện cốc, luyện gang bằng lò cao)

do tiêu thụ và sử dụng một lượng than khá lớn (than mỡ luyện cốc và than antraxit phun thổi) làm nhiên liệu nên đã phát ra lượng khí thải (CO2) lớn nhất so với các công đoạn luyện thép và cán thép [4]

Ở Việt Nam, phần lớn thép được sản xuất bằng công nghệ lò điện hồ quang – đúc liên tục Ngành sản xuất thép của Việt Nam bắt đầu bằng 2 lò mactanh 50 tấn/mẻ tại Công ty Gang thép Thái Nguyên và 2 lò BOF 5 tấn/mẻ tại Nhà máy Luyện cán thép Gia Sàng Sau một số năm vận hành, Công ty đã chuyển sang lò điện hồ quang Gần đây nhiều nhà máy sản xuất phôi thép đã được xây dựng và đi vào hoạt động như Hoà Phát, Đình Vũ, Lương Tài, Vạn Lợi… Các lò điện sản xuất thép của Việt Nam hiện rất nhỏ, trừ Nhà máy Thép Phú Mỹ được trang bị lò điện hồ quang kiểu DANARC 70 tấn/mẻ mới được đưa vào vận hành Các lò điện này đã áp dụng một số tiến bộ kỹ thuật như phun ôxy và than vào tạo xỉ bọt, dùng biến thế siêu cao công suất, sử dụng các loại vật liệu chịu lửa siêu bền, ra thép đáy lệch tâm

Hình 1.1 Quy trình sản xuất thép khép kín

Hiện nay, Việt Nam chỉ có Hòa Phát là doanh nghiệp duy nhất sử dụng công nghệ lò cao liên động khép kín từ quặng sắt đến thép thành phẩm, hay còn gọi là sản xuất thép từ thượng nguồn Có thể hiểu đơn giản quy trình sản xuất thép từ thượng nguồn qua 4 bước: Đầu tiên quặng sắt thô các loại sẽ được đưa vào nhà máy chế biến nguyên liệu để loại tạp chất, tăng hàm lượng sắt và viên thành dạng cục tròn; quặng sắt

vê viên, than cốc (coke), vôi và phụ gia khác được đưa vào lò cao để nấu lỏng thành nước gang; gang lỏng từ lò cao sẽ được chuyển sang các lò tinh luyện của nhà máy luyện thép để cho ra phôi đảm bảo tiêu chuẩn; và cuối cùng, phôi vừa ra lò được chuyển ngay sang nhà máy cán để cho ra thép xây dựng thành phẩm, hoàn thành chu trình sản xuất khép kín Xét về công nghệ, ưu điểm của công nghệ lò thổi oxy (BOF) Hòa Phát đang sử dụng là khả năng tiêu thụ điện năng thấp hơn so với công nghệ đang được đa số doanh nghiệp ngành Thép Việt Nam sử dụng lò điện (EAF) Ước tính, điện năng tiêu thụ trên mỗi tấn thép sản xuất từ công nghệ BOF thấp hơn từ 10 – 15% so với công nghệ EAF Hoặc với đặc thù luyện gang công nghệ lò cao và công nghệ lò thổi oxy sẽ sinh ra một lượng lớn khí CO, toàn bộ khí CO này sẽ được thu hồi một

cách triệt để tích trữ trong hai bồn chứa có dung tích 80.000m3 nhằm quay lại sử dụng làm nhiên liệu đốt thay vì sử dụng nhiên liệu LPG hay dầu FO cho các công đoạn sản xuất khác, chẳng hạn nung vôi làm phụ gia tạo xỉ, sản xuất quặng vê viên (pellet) Một cải tiến khác là hầu hết các lò gia nhiệt phôi thường được đốt bằng dầu FO thì Hòa Phát lại sử dụng hệ thống 10 lò khí hóa than để sản xuất khí CO từ than anthracite làm nhiên liệu cung cấp cho các lò gia nhiệt của các nhà máy cán, tiết kiệm đến 50% chi phí nhiên liệu cho công đoạn cán thép [5]

Ngành công nghiệp thép của Việt Nam có công nghệ và trang thiết bị chủ yếu là

cũ và lạc hậu, chỉ một số nhà máy đầu tư sau năm 2000 mới tiếp cận được công nghệ

và thiết bị tiên tiến Do vậy, vấn đề bảo vệ môi trường, đặc biệt là xử lý các chất thải của các nhà máy thép trở thành vấn đề quan trọng Nhiều công ty đã đầu tư các trang thiết bị, áp dụng các giải pháp sản xuất sạch hơn (SXSH) nên trong lĩnh vực bảo vệ môi trường đã có nhiều tiến bộ Tuy nhiên, các dòng thải vẫn có thành phần vượt quá tiêu chuẩn môi trường cần phải xử lý thu hồi và tái chế để sử dụng, nhằm giảm thải ô nhiễm và nâng cao hiệu quả của quá trình sản xuất thép Các công nghệ xử lý khí thải được áp dụng trong các nhà máy sản xuất thép của Việt Nam phổ biến là:

- Lọc bụi bằng cyclon và multi cyclon: Tách bụi khỏi dòng khí thải bằng sử dụng lực ly tâm: Hiệu quả tách bụi của cyclon thấp hơn nhiều so với lọc bụi tĩnh điện hay lọc bụi túi vải, nên thường không được dùng 1 mình trong các hệ thống xử lý khí thải hiện nay

- Lọc bụi tĩnh điện: Thường được áp dụng để tách bụi trong khí cháy bằng cách cho dòng khí thải đi qua trường điện mạnh, trường điện sẽ nạp điện cho các hạt bụi trong khí cháy Trong tháp lọc bụi có các tấm thu bụi kích thước lớn, sẽ thu các hạt bụi trong khí thải Nhiệt độ làm việc tiêu chuẩn của lọc bụi tĩnh điện là từ 1600C – 2600C Các nhà máy luyện kim thường hay dùng nước để rửa các chất bẩn từ điện cực thu bụi

và khí thải thường được làm mát hoặc phun hơi nước làm ẩm để nâng cao hiệu quả thu bụi

- Lọc bụi túi vải: Là biện pháp thu bụi đạt hiệu quả cao Phin lọc thường là túi có đường kính từ 16 – 20 cm, chiều dài tới 10m được làm từ sợi bông thủy tinh hay PTFE Quạt đẩy thổi bụi đi qua lớp phin lọc và các hạt bụi được giữ lại trên bề mặt phin lọc và tạo lớp Để tránh túi vải bị phá hỏng bởi hơi axit nên thường được sử dụng kết hợp với hệ thống sấy dòng khí để loại bỏ axit trước khi vào túi lọc

Công nghệ xử lý khí thải trong 1 số nhà máy thép Việt Nam:

+ Nhà máy Luyện thép Lưu Xá: Tại lò điện siêu công suất 30 tấn/mẻ và lò tinh luyện đã lắp đặt hệ thống thu và xử lý khí thải khá hiện đại Hệ thống gồm 40 buồng, mỗi buồng 90 túi vải, diện tích lọc là 8.278 m2, lượng gió xử lý 480.000 m3 Sau khi qua hệ thống lọc bụi, đáp ứng tiêu chuẩn thải được thải ra môi trường qua ống khói cao 23m

+ Nhà máy Thép Biên Hòa và Thép Thủ Đức: tại đây luyện thép bằng lò điện

hồ quang, lượng khí thải khoảng 50.000 m3/h cho mỗi lò, với hệ số ô nhiễm bụi là 20 -

30 kg/tấn sản phẩm Công ty thép miền Nam đã lắp đặt hệ thống xử lý khói thải cho 2 nhà máy này theo nguyên lý thu bụi bằng túi lọc vải có kết hợp khử khí CO Các hệ thống này đã hoạt động khá hiệu quả, giảm đáng kể lượng chất gây ô nhiễm không khí

+ Công ty Tôn Phương Nam, Posvina, Vingal: Các nhà máy mạ kim loại với các chất ô nhiễm không khí điển hình là hơi axit (HCl), khí NH3, bụi Công nghệ xử lý khí thải cho loại nhà máy này là sử dụng phương pháp hấp thụ với thiết bị hấp thụ 2 cấp (có dung dịch hấp thụ là nước hoặc các dung môi hoá học) đạt hiệu quả cao

Nhìn chung, lượng bụi thu ở các thiết bị lọc khí ở các nhà máy sử dụng lò điện của Việt Nam phụ thuộc lớn vào chất lượng thép phế (độ sạch) và dao động trong khoảng 20-50 kg/tấn Thép phế thu mua trong nước thường có lẫn nhiều đất đá dính bám nên lượng bụi phát thải lớn so với khi dùng thép phế nhập khẩu Bụi thu hồi ở các thiết bị lọc khí của các nhà máy thép hiện nay được sử dụng phổ biến là đưa vào thiết

bị thiêu kết sau khi trộn lẫn với quặng sắt đã nghiền để làm nguyên liệu lò cao luyện gang Có một số công ty nước ngoài đã đặt vấn đề đầu tư một dây chuyền xử lý bụi lò điện để làm nguyên liệu luyện thép, nhưng vì quy mô nhà máy đòi hỏi lượng bụi thu hồi đủ lớn, trong khi các nhà máy thép của Việt Nam quy mô nhỏ và ở rải rác nên đề

án không trở thành hiện thực Trong các dự án Liên hợp luyện kim đang xây dựng ở Việt Nam, vấn đề lọc khí để tái sử dụng khí thải đốt lò hơi phát điện là biện pháp tái sử dụng khí thải có hiệu quả nhất và cũng là biện pháp tốt nhằm bảo vệ môi trường trong sản xuất luyện kim Khu Liên hợp thép Hòa Phát ở Hải Dương đã sử dụng toàn bộ khí phát thải của lò cốc để phát điện, chính vì thế đã giải quyết triệt để ô nhiễm của khí lò cốc, lượng điện do đốt khí lò cốc đạt 40MW Tiêu hao năng lượng trong sản xuất thép

là chỉ tiêu rất quan trọng, không những ảnh hưởng đến môi trường mà còn có tác dụng đến hiệu quả kinh tế của nhà máy (giá thành sản phẩm) Để giảm bớt tiêu hao điện năng cho 1 tấn phôi thép, hầu hết các công ty đều áp dụng các biện pháp tổng hợp như thổi ô xy, phun than bột vào lò Nhờ các biện pháp này đã giảm mức tiêu hao điện năng trung bình từ 550-600 kWh/tấn phôi xuống còn mức 400-450 kWh/tấn (như ở nhà máy Pomina, Sông Đà) Một số nhà máy đã áp dụng đưa phôi nóng từ máy đúc sang xưởng cán thép (lò nung cán chỉ đốt bổ sung) nên lượng dầu tiêu hao để đốt lò nung tính cho 1 tấn thép cán đã giảm từ 60 kg dầu FO xuống còn 30-35 kg dầu FO/tấn Lượng khí thải CO2 từ lò nung xuống cán đã giảm rõ rệt (có thể giảm 40-50%) Những

lò điện đầu tư sau năm 2005 (như Phú Mỹ, Pomina, Sông Đà) đều dùng công nghệ và thiết bị của Ý, nhiệt khí thải đã được sử dụng để nung nóng thép phế hoặc nạp thép phế liên tục sau khi đã được nung nóng (công nghệ Techin) đã giảm tiêu hao điện năng

rõ rệt (còn khoảng 400 kWh/tấn phôi)[6]

Bảng 1.1 So sánh hiệu quả các phương pháp xử lý khí bụi

- Ngoài ra hoạt động của buồng

lắng không chịu ảnh hưởng của

nhiệt độ và bảo đảm lắng được

bụi thô

- Chỉ lọc được bụi có kích thước tương đối lớn

- Để lắng được các hạt nhỏ kích thước của buồng lắng phải rất lớn → Chiếm nhiều diện tích không gian lắp đặt thiết

bị

- Hiệu quả lọc đối với các hạt nhỏ hơn 5µm thậm chí trong các buồng lắng kích thước lớn hầu như bằng 0

- Hiệu suất xử lý thấp (40 – 60%)

Cyclon

- Cấu tạo đơn giản

- Hiệu suất cao 60-80%

ống tay

áo

- Hiệu suất cao 90 – 95% - Trở lực cao

- Chỉ dùng được với bụi khô, nhiệt độ tương đối thấp Dễ cháy

- Giá thành thiết bị cao

Lọc tĩnh

điện

- Hiệu suất cao 95 – 99% - Tốn năng lượng và không áp dụng

được với các loại khí có khả năng cháy,

nổ

- Giá thành thiết bị cao

dính, không an toàn về cháy nổ

- Thiết bị lọc ướt, ngoài lọc bụi

- Lượng nước khổng lồ khoảng 0,1m3 nước cho 100m3 khí là lượng nước yêu cầu, lượng nước này quay vòng cùng bụi cho ra lượng cắn bùn quánh rất đáng quan tâm, làm phức tạp cho hệ thống thoát nước và xử lý nước thải

0,05-1.3 Môi trường không khí các cơ sở sản xuất thép tại KCN ở thành phố Đà Nẵng

Cùng với sự gia tăng dân số, quá trình đô thị hóa nhanh và ngày càng có nhiều nhà máy, xí nghiệp mọc lên trên diện tích đất khiêm tốn, Đà Nẵng đang phải đứng trước những thách thức về ô nhiễm môi trường đất, nước, không khí Trong đó, ô nhiễm không khí đang được xem là hệ trọng vì tầm kiểm soát khó, giải pháp xử lý, khắc phục cũng rất phức tạp Qua kết quả quan trắc các thông số về không khí và tiếng

ồn hàng năm cho thấy, chất lượng môi trường không khí nói chung ở giai đoạn 2008 -

2014 ở Đà Nẵng có cải thiện hơn so với các năm trước, mặc dù có một số chỉ tiêu còn cao so với quy chuẩn cho phép (bụi và tiếng ồn) Một số vị trí có giá trị bụi lơ lửng tổng số trung bình vượt QCCP chủ yếu tại vị trí Tây các KCN Liên Chiểu, Tây KCN Hòa Khánh và Ngã 5 Trần Bình Trọng Nguyên nhân chủ yếu là do xây dựng hoạt động cơ sở hạ tầng, mở rộng và thu hút đầu tư ngày càng nhiều tại các KCN cũng như quá trình đô thị hóa diễn ra nhanh chóng kéo theo sự gia tăng dân số thành thị, mật độ tham gia giao thông lớn, phát triển của các hoạt động thương mại, dịch vụ tại trung tâm thành phố đã ảnh hưởng đến chất lượng không khí tại khu vực này [7]

Trong những năm qua, do ảnh hưởng của nền kinh tế suy thoái, một số doanh nghiệp luyện, cán thép tại KCN Hòa Khánh đã ngừng hoạt động hoặc thay đổi mục tiêu sản xuất Hiện tại chỉ còn các doanh nghiệp trong cụm các cơ sở sản xuất thép quy

mô vừa và nhỏ như Công ty thép Thường Thắng Đạt, Công ty thép DANA – Nhật, Công ty thép Tấn Quốc, Công ty thép Tấn Hiền hoạt động thường xuyên Theo báo

cáo kết quả kiểm tra việc chấp hành các quy định về bảo vệ môi trường đối với các cơ

sở luyện, cán thép tại KCN Hòa Khánh thì hầu hết dây chuyền sản xuất cũng như các

hệ thống xử lý khí thải lò luyện thép, lò nung của các cơ sở đang hoạt động luyện, cán thép tại KCN Hòa Khánh đều đã lạc hậu, không khép kín và gây ô nhiễm nghiêm trọng đến môi trường không khí xung quanh Hầu hết các cơ sở chỉ lắp đặt hệ thống xử lý khí thải lò nung phôi và lò luyện cán thép bằng công nghệ tháp tiếp xúc khí – nước hoặc cyclone ướt thông qua chụp hút gián tiếp theo phương tiếp tuyến và lắp đặt ống khói cao 15m Hiện tại các công nghệ xử lý trên đã lạc hậu, hiệu suất xử lý thấp, do đó phần lớn khí thải không thông qua hệ thống xử lý xả trực tiếp ra môi trường gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến khu vực dân cư lân cận[1]

1.4 Tổng quan về phần mềm mô phỏng khuếch tán ô nhiễm MTKK

Kiểm soát ô nhiễm môi trường không khí tại các cơ sở sản xuất thép không thể chỉ dựa trên những kết quả đo đạc thực nghiệm vì vấn đề thời tiết, khí tượng, địa hình cũng như diễn biến phức tạp của nguồn thải gây ra Việc đo ô nhiễm không khí phức tạp hơn nhiều do sự biến động quá lớn so với việc đo đạc ô nhiễm trong nguồn nước

và đất Chính vì những lý do đó mà các nhà khoa học đã nghiên cứu các mô hình hóa

để mô phỏng ô nhiễm trong điều kiện lý tưởng, sau đó tiếp tục các mô phỏng trong điều kiện phức tạp để có thể áp dụng mô hình trong thực tế cho các cơ sở sản xuất thép Hiện nay trên thế giới phần lớn đã sử dụng các mô hình mô phỏng khuếch tán ô nhiễm để quản lý vấn đề ô nhiễm không khí do các cơ sở sản xuất thép gây ra

Theo tài liệu của Tổ chức khí tượng thế giới (WMO), chương trình môi trường của Liên hiệp quốc (UNEP) và Tổ chức y tế thế giới (WHO) thì hiện nay trên thế giới phổ biến sử dụng 2 dạng mô hình toán quá trình khuếch tán các chất ô nhiễm trong môi trường không khí sau đây:

- Mô hình Gauss: sử dụng ở các nước phương Tây Tính toán theo mô hình Gauss nhanh chóng và đơn giản hơn, nhưng xét về mức độ chính xác của tính toán thì

mô hình Gauss phù hợp với các nguồn điểm thấp (chiều cao ống khói h  30m)

- Mô hình Berliand: sử dụng ở Liên xô trước đây Tính toán theo mô hình Berliand mất nhiều thời gian hơn, việc xác định các tham số tính toán phức tạp hơn, nhưng độ chính xác của mô hình Berliand gần sát với thực tế, đặc biệt là các nguồn điểm cao (h > 35m)

Đối với Việt Nam việc áp dụng mô hình hóa vào vấn đề quản lý mô trường không khí tại các cơ sở sản xuất thép cũng là điều kiện tất yếu để phù hợp với sự phát triển của công nghệ thông tin Hiện nay, đã có nhiều mô hình toán học tính toán sự lan truyền chất ô nhiễm trong không khí đã được nghiên cứu và ứng dụng như:

a Phần mềm CAP 1.0, CAP 2.5, ENVIMAP 2.0, ECOMAP: được nhóm nghiên

cứu do PGS.TSKH Bùi Tá Long xây dựng và phát triển

+ Phần mềm CAP (Computation for Air Pollution)1.0 tính toán ô nhiễm không

khí theo mô hình Gauss, phần mềm CAP 2.5 tính toán ô nhiễm không khí theo mô hình Berliand

+ Phần mềm ENVIMAP (ENVironmental Information Managerment and Air

Pollution Estimation) là mềm ứng dụng Hệ thống thông tin địa lý (GIS) và cơ sở dữ liệu trợ giúp quản lý môi trường không khí và tích hợp mô hình ô nhiễm không khí do các ống khói (mô hình Berliand)

+ Phần mềm ECOMAP (Mapping and computing for Air Pollution software for

central Economic key region - Vẽ và tính toán ô nhiễm không khí cho các tỉnh thuộc vùng kinh tế trọng điểm Miền Trung) là phần mềm - hệ thông tin - mô hình môi trường trợ giúp công tác quản lý và tính toán ô nhiễm không khí cho nguồn vùng (Hanna - Gifford)

b Phần mềm Air Pollution Assessment and Modelling: do tác giả Phùng Chí Sĩ

và cộng sự xây dựng trên mô hình cơ sở Gauss, Hanna, Johnson để tính toán lan truyền các chất ô nhiễm từ một nguồn điểm, một nguồn giao thông và một vùng ô nhiễm Mô hình này đã được tác giả Đinh Xuân Thắng dùng để tính toán lan truyền từ nhà máy lọc dầu Cát Lái và tác giả Lê Văn Đức dùng để tính toán lan truyền ô nhiễm không khí KCN Biên Hòa 1

c Phần mềm AirQuis 2003 của Nauy: sử dụng ở chi cục môi trường thành phố

Hồ Chí Minh để quản lý môi trường toàn thành phố

d Phần mềm MTĐT AT – 80586: các tác giả Lê Văn Nãi, Trần Ngọc Chấn, Bùi

Sỹ Lý đã xây dựng phần mềm này trên cơ sở mô hình Gauss để tính toán ô nhiễm không khí thành phố Hà Nội, phát tán ô nhiễm không khí từ KCN Vĩnh Tuy – Mai Đông (Hà Nội)

e Phần mềm DH-Air: Nguyễn Đình Huấn –Đại học Bách khoa Đà Nẵng xây

dựng phần mềm này trên cơ sở mô hình Gauss để tính toán ô nhiễm không khí, phát tán ô nhiễm không khí từ các KCN trên địa bàn thành phố Đà Nẵng

f Phần mềm Meti-lis: Các mô hình Meti-lis phiên bản tiếng anh là dựa trên

phiên bản tiếng Nhật 2.02 được phát triển bởi Bộ kinh tế, thương mại và công nghiệp (Meti), trung tâm nghiên cứu rủi ro hóa chất (CRM), AIST cùng với sự hợp tác của nhiều tổ chức khác Mô hình Meti-lis được xây dựng trên phương trình Gauss, tính toán trong điều kiện ổn định Phương trình được sử dụng để mô hình hóa sự phát thải của nguồn điểm

Bên cạnh đó còn một số luận án tiến sỹ, luận văn cao học đã có những nghiên cứu áp dụng thực tế cho các nhà máy, các KCN nhằm hoàn thiện các thông số cho mô hình và mô phỏng sự ô nhiễm của các đối tượng nghiên cứu này Kết quả đều được đánh giá khá cao và được các nhà khoa học chấp thuận kết quả để áp dụng mô hình vào mô phỏng vấn đề ô nhiễm tại các KCN Việt Nam

CHƯƠNG 2 - ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ CỦA CỤM CÁC CƠ SỞ SẢN XUẤT THÉP TẠI KCN

HÒA KHÁNH

2.1 Các cơ sở sản suất thép tại KCN Hòa Khánh

2.1.1 Khu công nghiệp Hòa Khánh

2.1.1.1 Lịch sử hình thành

Khu công nghiệp (KCN) Hòa Khánh được thành lập theo Quyết định số 3698/QĐ-UB ngày 12/12/1996 của Chủ tịch Ủy ban nhân dân tỉnh Quảng Nam Đà Nẵng (cũ), thuộc phường Hòa Khánh, quận Liên Chiểu Là KCN được thành lập thứ hai ở Đà Nẵng trên cơ sở thực hiện mô hình phát triển kinh tế khu công nghiệp của thành phố, KCN Hòa Khánh được thành lập với tổng diện tích 395,72ha, trong đó 298,25 ha đất công nghiệp có thể cho thuê Dự án do Công ty phát triển và khai thác

hạ tầng KCN Đà Nẵng (Daizico) thực hiện khai thác giai đoạn 1 và Công ty cổ phần đầu tư Sài Gòn – Đà Nẵng kinh doanh khai thác hạ tầng giai đoạn 2

KCN Hòa Khánh được xây dựng ở vị trí thuận lợi, nơi tập trung phần đông công nhân lao động của thành phố Đây là khu công nghiệp có diện tích lớn nhất trong sáu KCN hiện có ở Đà Nẵng và là nơi thu hút nhiều dự án đầu tư nhất, đặc biệt là các dự

án của nhà đầu tư Nhật Bản

Hình 2.1 Bản đồ tổng thể KCN Hòa Khánh

Do ban đầu số lượng các nhà máy trong KCN Hòa Khánh chưa nhiều nên việc xây dựng các nhà máy vẫn theo cụm một cách tự nhiên để dần lấp đầy các khu đất đã quy hoạch do đó dẫn đến tình trạng các nhà máy trong KCN được bố trí khá lộn xộn với các loại hình sản xuất khác nhau nên tình trạng ô nhiễm của nhà máy này đến nhà máy khác tất yếu xảy ra Điển hình là các nhà máy thép gây ra rất nhiều tiếng ồn, bụi

và khí ô nhiễm nhưng thực tế các nhà máy này phải bố trí phân tán theo cụm nhỏ do

đó rất khó cho cơ quan quản lý giải quyết triệt để vấn đề ô nhiễm môi trường Nhìn chung các nhà máy giấy, vật liệu xây dựng, cơ khí, lắp máy, bia, điện tử, bố trí một cách chắp vá, xen kẽ lẫn nhau Tiếng ồn, bụi và khí ô nhiễm nhà máy này sẽ ảnh hưởng đến nhà máy khác Vấn đề rác thải, giao thông vận chuyển rất phức tạp trong công tác quản lý

2.1.1.2 Vị trí và điều kiện khí tượng

+ Địa điểm:

- Cách cầu sông Hàn 13 km

- Cách cảng biển Tiên Sa khoảng 19km

- Cách cảng biển Liên Chiểu 5km

- Cách sân bay quốc tế Đà Nẵng 12km

- Cách trung tâm thành phố Đà Nẵng 11km

+ Vị trí:

- Phía bắc giáp ruộng lúa và các khu dân cư

- Phía nam giáp đường Âu Cơ đi khu du lịch Bà Nà

- Phía đông giáp quốc lộ 1A

- Phía tây giáp CCN Thanh Vinh

+ Nhiệt độ:

- Nhiệt độ trung bình hàng năm khoảng 25,90C

- Nhiệt độ trung bình các tháng nóng (tháng 5-8): 28-300C

- Nhiệt độ trung bình các tháng lạnh (tháng 12-2): 18-230C

- Biên nhiệt độ ngày đêm: 5-70C

- Số giờ nắng trung bình trong năm: 2000 giờ/năm

+ Độ ẩm :

- Độ ẩm trung bình là 83,4%

- Mùa mưa độ ẩm luôn trên 90%

- Độ ẩm thấp nhất trung bình vào tháng 7 khoảng 56%

+ Lượng mưa:

- Lượng mưa trung bình hàng năm là 2.504 mm

- Mùa mưa từ tháng 9 - 12

- Lượng mưa cao nhất vào các tháng 10, 11: trung bình từ 550 - 1.000 mm/tháng

- Lượng mưa thấp nhất vào các tháng 1, 2, 3, 4: trung bình từ 23 - 40 mm/tháng

- Số ngày mưa trung bình năm là 130-140 ngày

- Ngoài ảnh hưởng của gió biển hàng ngày, hàng năm khu vực này cũng chịu ảnh hưởng của cả hai luồng gió: mùa hè ảnh hưởng của gió mùa Tây Nam, mùa đông ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc

- Trong mùa bão, tốc độ gió vùng gần tâm bão có thể đạt 200 km/giờ trở lên

2.1.2 Các cơ sở sản xuất thép tại KCN Hòa Khánh

Tại KCN Hòa Khánh có rất nhiều cơ sở kinh doanh sản xuất thép với quy mô khác nhau như được trình bày ở bảng 2.1 Nhưng do sự bố trí phân tán cũng như theo tình hình thực tế sản xuất của các cơ sở sản xuất này nên đề tài chỉ tập trung nghiên cứu cụm các cơ sở sản xuất thép quy mô vừa và nhỏ trong KCN Hòa Khánh Sự bố trí của các nhà máy sản xuất thép (Công ty Cổ phần thép DANA – Nhật, Công ty TNHH MTV Thường Thắng Đạt, Công ty TNHH Tấn Quốc, Công ty TNHH Tấn Hiền) tập trung chủ yếu ở phía đông và đông bắc của KCN (giáp với hồ Bàu Tràm), cụ thể là tại đường số 9, 9a và đường số 6 Sự tập trung của các nhà máy cùng sử dụng các lò hơi,

lò nung gây ô nhiễm lớn khi thải ra ngoài môi trường một lượng bụi, khí thải vô cùng lớn do đó gây ra sự cộng hưởng ô nhiễm giữa các nguồn thải

Bảng 2.1 Các cơ sở sản xuất thép trong KCN Hòa Khánh

TT Tên các doanh nghiệp, nhà máy Ngành nghề

1 Công ty TNHH Xuân Hưng Sắt thép

2 Hợp tác xã sản xuất sắt số 1 Sắt thép

3 Hợp tác xã thép Thanh Tín Sắt thép

4 Công ty TNHH thép Chánh Nguyên Thép

5 Xí nghiệp sắt thép Anh Khoa Thép - buôn bán & kho chứa

6 Công ty TNHH Minh Trường Thép

7 Xí nghiệp sắt thép Hòa Hiệp Thép - buôn bán & kho chứa

8 Công ty thép Đà Nẵng Thép

9 Công ty TNHH Nam Dương Thép

10 Công ty TNHH thép Quốc Tuấn Thép

Hình 2.2 Vị trí các nhà máy sản xuất thép tại KCN Hòa Khánh

2.2 Quy trình công nghệ sản xuất của các cơ sở sản xuất thép

2.2.1 Quy trình công nghệ sản xuất của cơ sở sản xuất thép DANA – Nhật

Công ty CP thép Dana – Nhật có vị trí nằm tại đường số 9, KCN Hòa Khánh, huyện Hòa Vang, thành phố Đà Nẵng Nhà máy sản xuất thép DANA – Nhật có công suất đạt 40.000 tấn sản phẩm/năm với dây chuyền sản xuất như sau:

Công ty TNHH Tấn Quốc

Công ty TNHH

MTVThường Thắng Đạt

Công ty CP thép DANA – Nhật Công ty TNHH

Tấn Hiền

Hình 2.3 Quy trình sản xuất của nhà máy thép DANA – Nhật

Hiện nay nhà máy thép DANA – Nhật đang tiến hành lắp đặt và đưa vào vận hành lò nung khí hóa than để phục vụ quá trình nung phôi thép Lò khí hóa than là lò biến nhiên liệu than thành nhiên liệu khí Lò có dạng hình trụ đứng, phía trên có bộ phận nạp than vào lò, phía dưới có bể chứa tro xỉ Lò hoạt động dựa trên phản ứng giữa khí và than ở nhiệt độ cao

Phôi thép

Nung phôi

Cán thép (cán thô, cán tinh)

- Nhiệt

- Tiếng ồn

- Dầu mỡ

Tái sử dụng

- Nguyên lý hoạt động:

Chất khí hóa (hơi nước và không khí) sẽ tiếp xúc và phản ứng với than sau đó chuyển nhiên liệu từ dạng rắn (than) sang dạng khí Sản phẩm thu được gọi là khí than với thành phần cháy chủ yếu là: H2, CO, CH4…dùng làm nhiên liệu trong dân dụng, trong công nghiệp Trong lò, than được đưa từ trên xuống dưới, tác nhân khí hóa là hơi nước và không khí được đưa từ dưới lên trên tạo thành chuyển động luồng ngược chiều Giữa chúng sinh ra các phản ứng hóa học và quá trình trao đổi nhiệt lượng Theo chiều chuyển động của tác nhân khí hóa, trong lò hình thành 6 tầng sinh khí: tầng tro xỉ, tầng oxy hóa (tầng lửa), tầng hoàn nguyên chính và phụ, tầng chưng cất khô, tầng không (tầng trống rỗng) Khí than thu được sau các tầng sinh khí theo đường ống đưa đến các mỏ đốt để đốt cấp nhiệt cho lò nung Ta có thể điều chỉnh hiệu suất cháy

và lượng nhiệt dễ dàng với dung sai đạt không quá ±50C Khi cháy tỏa nhiệt sạch nên khí than trở thành một loại nhiên liệu quan trọng và được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp hiện nay

- Quá trình nung: Phôi 150x150, dài 2m được đưa tới sàn lăn nạp phôi và nạp vào

lò nung liên hoàn bằng máy đẩy phôi đuôi lò Trong lò nung phôi thép được đẩy từ cuối cho đến đầu lò, khí hóa than được cấp và đốt ở đầu lò nung, với nhiệt độ 1.190 – 1.2800C, khí nóng được dẫn từ đầu lò đến đuôi là để gia nhiệt cho phôi Chúng sẽ được đưa ra dàn lăn ra lò và được máy đẩy chuyển tới các giá cán thô Khi bị sự cố, phôi đã

ra khỏi lò nhưng không vào giá cán sẽ chuyển ra bàn thu khẩn cấp sau đó sẽ được nạp lại sau

- Quá trình cán:

+ Cán thô: Sau khi phôi được nung từ lò nung sẽ được dẫn qua hệ thống cán thô (cán thô 1→cán thô 2→cán thô 3→cán thô 4), phôi được dẫn qua các máy cán bằng bàn vòng Các máy cán thô được bố trí các giá cán hành ngang kiểu vòng bi 2 trục Kết hợp truyền lực giá cán gồm 1 hộp giảm tốc – truyền lực kép Tại đây phôi được cán liên tục Sau đó phôi được chuyển đến khu vực cán tinh bằng dàn con lăn

Đối với thép dây, kích thước phôi sau khi qua cán thô 60x60x22000 (mm)

Đối với thép cây, kích thước phôi sau khi qua cán thô 150x150 (mm)

+ Cán tinh: Khu vực này bố trí 6 giá cán (cán tinh 1→cán tinh 6) hành dọc kiểu vòng bi 2 trục Kết hợp truyền lực giá cán đều có các giá đơn Tốc độ 14,8 – 20,73 m/s (thép dây) và 3,92 – 9,97 m/s (thép cây) Phôi được dẫn qua khu vực cán tinh bằng dàn con lăn Khu vực này bố trí máy cắt sự cố trong trường hợp phôi thép bị sự cố trên đường công nghệ cán

Đối với thép dây: phôi sau khi qua 6 giá cán được dẫn đến máy quấn rải→dàn con lăn đầu ra→khu vực gom thép cuộn thành phẩm

Đối với thép cây: phôi sau khi qua 4 giá cán từ 1 – 4 được dẫn qua dàn chuyển hướng→máy cắt thép→dàn lăn làm nguội→sàn nguội xích→thép cây thành sàn phẩm

- Quá trình làm nguội: sàn nguội xích có kết cấu kiểu bước và làm nguội tự nhiên

2.2.2 Quy trình công nghệ sản xuất của cơ sở sản xuất thép Thường Thắng Đạt

Công ty TNHH MTV Thường Thắng Đạt có vị trí nằm tại đường số 9, KCN Hòa Khánh Nhà máy có công suất đạt 20.000 tấn sản phẩm/năm với dây chuyền sản xuất như sau:

Hình 2.4 Quy trình sản xuất của nhà máy thép Thường Thắng Đạt

Máy quấn rải

Chuyển đi

Tạo cuộn

Đóng bó

Cắt đầu, đuôi Đóng bó

Cân, dán nhãn Nhập kho chờ xuất bán

Tiếng ồn, nước thải

Tiếng ồn, nhiệt, bụi, khí thải CO2,

SO2, NOx

Tiếng ồn, đầu mẫu phôi thép Cấp khí, than đá

Tiếng ồn, nước thải

Tiếng ồn, nước thải

Cầu trục chuyển từng nhóm phôi từ bãi chứa phôi vào sàn nạp phôi Từng phôi một sẽ lần lượt được chuyển trên bàn nạp sau đó được đưa vào lò nung bằng kích đẩy thủy lực Phôi được nạp từ phần đuôi lò để tận dụng phần nhiệt thừa trong khí thải lò nung Khi chuyển dần đến khu vực chính của lò (phần đầu lò), nhiệt độ của phôi nóng dần lên, khi phôi được nung đến 780 – 8500C trong lò, chúng sẽ được đưa ra bằng bàn lăn bên trong lò và được máy đẩy chuyền tới các giá cán thô Phôi sẽ được cán trên dây chuyền cán theo sơ đồ lỗ hình Trang bị một máy cắt bay phía sau máy cán thô để cắt phần đầu to và cứng của thanh thép được hình thành khi đi qua máy cán thô Trước khi vào block cán tinh, vật cán trung được cắt đầu bằng máy cắt bay xoay lắp ở trước máy cán tinh, rồi được cán bằng block cán tinh tốc độ cao Tốc độ cán tối đa của máy cán tinh là 12,7 m/s và tốc độ cán tối đa của block cán tinh là 60 m/s

Thép dây ra khỏi máy cán tinh và block sẽ được chuyển đến dây chuyền làm nguội nhanh để làm nguội Việc làm nguội nhanh sản phẩm thép dây bằng cách giảm nhiệt độ có thể hạn chế oxy hóa bề mặt và cung cấp cấu trúc và nhiệt độ thích hợp cho việc làm nguội vòng dây trong bước tiếp theo Thép vằn, trơn không làm nguội bằng nước được máy đẩy chuyển đến máy cắt bay phân đoạn lắp ở trước sàn nguội cắt các thanh thành các đoạn thích hợp cho sàn nguội Sau khi được phân đoạn, thanh thép được bàn lăn vào và thiết bị nâng – phanh chuyển đến sàn nguội kiểu thanh răng di động Các thanh thép trên sàn nguội được làm nguội trong quá trình di chuyển Trước khi rời khỏi sàn nguội, các đầu và đuôi thanh thép được canh chỉnh bằng bàn lăn canh chỉnh đặt giữa giá đỡ sàn nguội

2.2.3 Quy trình công nghệ sản xuất của cơ sở sản xuất thép Tấn Quốc

Công ty TNHH Tấn Quốc có vị trí nằm tại lô số 6, đường số 9A, KCN Hòa Khánh, huyện Hòa Vang, thành phố Đà Nẵng Nhà máy sản xuất thép Tấn Quốc có công suất đạt 50.000 tấn sản phẩm/năm với dây chuyền sản xuất như sau:

Hình 2.5 Quy trình sản suất nhà máy thép Tấn Quốc

Nguyên liệu đầu vào là phôi thép CT3 hoặc CT4 Sau khi cắt phôi thép bằng máy cắt để đạt được kích thước định trước, phôi thép được cho vào lò than nung đỏ đến nhiệt độ biến dạng dẻo (khoảng 800 – 1.0000C) Phôi thép đạt đến nhiệt độ cần thiết được đưa vào máy cán kéo liên hoàn để định hình Tại đây các loại thép được gia công định hình trong khuôn của máy cán đến tiêu chuẩn kích thước theo yêu cầu Sau khi nguội những thành phẩm này được phân loại và nhập kho

- Pha cắt phôi thép: Pha cắt phôi thép để phôi thép đặt được hình khối và kích

thước yêu cầu tùy thuộc và thiết kế của từng sản phẩm Giai đoạn này sẽ phát sinh tiếng ồn, đầu mẫu thép thừa

- Nung phôi thép: Phôi thép được đưa vào lò nung đỏ đến nhiệt độ dễ biến dạng

dẻo, quá trình nung nóng phôi thép là quá trình nung nóng lan truyền, phôi thép sau khi qua lò nung đạt tới nhiệt độ có thể dễ dàng làm biến dạng Quá trình này phát sinh nhiệt độ từ lò nung, xỉ than và khí thải

- Quá trình cán kéo: Phôi thép sau khi ra khỏi lò nung được đưa vào máy cán kéo

liên hoàn, phôi thép được vuốt đi vuốt lại, quá trình này sẽ phát sinh các rỉ sắt Sau đó được pha cắt tùy theo đúng các kích thước yêu cầu và được làm nguội tự nhiên Quá trình này phát sinh nhiệt, tiếng ồn, đầu mẫu thép

Phôi thép (cắt định hình sơ bộ)

Tiếng ồn, đầu mẫu phôi thép

2.2.4 Quy trình công nghệ sản xuất của cơ sở sản xuất thép Tấn Hiền

Công ty TNHH Tấn Hiền có vị trí nằm tại lô K, KCN Hòa Khánh Nhà máy có công suất đạt 1.000 tấn sản phẩm/năm với dây chuyền sản xuất như sau:

Hình 2.6 Quy trình sản xuất nhà máy thép Tấn Hiền

Phế liệu được phân loại và xử lý sơ bộ bằng thủ công trước khi cho vào lò luyện

để đúc phôi, công đoạn này chủ yếu ô nhiễm do bụi và tiếng ồn phát sinh Phế liệu đã

xử lý thủ công được cho vào nấu chảy và luyện tại lò luyện, tại đây nguyên liệu dưới tác dụng hồ quang điện ở nhiệt độ 500 – 1.6000C trong 1h, sau đó được rót vào các khuôn bằng gang đúc thành phôi có hình dạng và định lượng yêu cầu Ở công đoạn này chủ yếu là ô nhiễm nhiệt, bụi, khí thải CO2, SO2, NOx

Đánh giá chung về mặt công nghệ của các nhà máy: Hầu hết các nhà máy tại

cụm sản xuất thép trong KCN Hòa Khánh đều sử dụng công nghệ lò nung liên tục bằng than để nung phôi phục vụ cho quá trình cán, kéo; công nghệ sản xuất này làm phát sinh rất nhiều bụi và khí thải độc hại từ quá trình đốt than vào môi trường không khí nếu không được xử lý Đối với nhà máy Tấn Hiền hiện đang sử dụng công nghệ lò

hồ quang điện để luyện thép với nguyên liệu chính là sắt thép phế liệu; công nghệ sản xuất này phát sinh bụi và khí thải chủ yếu do sắt thép phế liệu bị nung chảy mà không

có sự phát thải do đốt nhiên liệu Gần đây nhà máy thép DANA – Nhật đã đầu tư lắp đặt lò khí hóa than để nung phôi thay cho lò nung liên tục bằng than, đây là công nghệ sản xuất tiên tiến được nhiều nhà máy trên giới cũng như ở Việt Nam áp dụng Nhà máy sản xuất thép DANA – Nhật sử dụng công nghệ lò khí hóa than với nguyên liệu đầu vào là phôi thép có nhiều ưu điểm như: chủ động nguồn nguyên liệu trong nước; tiết kiệm lên đến 50-70% so với phương pháp dùng Gas và 40-50% so với dùng dầu;

dễ sử dụng, ít bảo dưỡng sửa chữa; hoạt động ổn định, đảm bảo chất lượng sản phẩm;

dễ dàng điều khiển nhiệt độ theo ý muốn; tự động hóa dễ dàng Tuy nhiên việc sử dụng lò khí hóa than với nhiên liệu là than đá cũng gây ra nguy cơ rò rỉ khí độc ra môi trường bên ngoài và tiềm ẩn nguy cơ cháy nổ cao, đồng thời phát sinh bụi và khí thải

Phế liệu

Xử lý sơ bộ

Luyện, đúc phôi

Phôi luyện Điện

Tiếng ồn, bụi, CTR

Khí thải,

CTR

vào môi trường không khí xung quanh Với công nghệ lò khí hóa than thì than sẽ được chuyển thành dạng khí sạch làm nhiên liệu đốt cho lò nung do đó tải lượng ô nhiễm phát thải vào môi trường được giảm thiểu đáng kể

2.3 Hiện trạng chất lượng môi trường không khí của cụm các cơ sở sản xuất thép tại KCN Hòa Khánh

2.3.1 Các nguồn phát thải và tác nhân gây ô nhiễm môi trường không khí tại các

Nhật

Thường Thắng Đạt Tấn Quốc Tấn Hiền

- Công suất 5

Kw

- Lưu lượng 2.200 m3/h Công suất nhà máy

55.000 tấn/năm

1.440 tấn/năm

- Thép cây Ф10 – Ф32

- Thép U, V

- Thép cây

- Thép hình cỡ lớn

- Phôi đúc làm nguyên liệu cho quá trình cán kéo sắt thép xây dựng

+ Cán bộ, công nhân làm việc:

8 giờ/ngày, chia làm 2 ca:

sáng 7h30 đến 11h30, chiều 1h đến 5h

Nhà máy hoạt động 16 giờ/ngày, chia làm 2 ca

Nhà máy hoạt động 1 ca 8 tiếng/ngày

Nhà máy hoạt động 200 ngày/ năm với 1 ca/ngày

- SO2: 1.671 mg/m3

- NOx: 964 mg/m3

- CO: 32 mg/m3

Nồng độ ô nhiễm tại lò nung:

- Bụi : 5.024 mg/m3

- SO2 : 653,7 mg/m3

- NOx : 602,92 mg/m3

- CO: 20,1 mg/m3

- Bụi: 5.000 mg/m3

- SO2: 2.215 mg/m3

- NOx: 600 mg/m3

- CO: 69 mg/m3

Nồng độ ô nhiễm tại lò:

- Bụi: 12.600 mg/m3

- NOx: 2.016 mg/m3

- CO: 19.656 mg/m3

Nồng độ ô nhiễm sau quạt hút:

-Bụi: 2.100 mg/m3

- NOx: 336 mg/m3

- CO: 3.276 mg/m3

Hoạt động sản suất của các nhà máy

Ô nhiễm tại

các công đoạn

sản xuất

- Khí thải phát sinh từ lò nung khí hóa than: Bụi,

CO, SO2,

H2S, nhiệt

- Kho chứa tro xỉ: Bụi, nước nhiễm bẩn do nước mưa chảy qua

- Hệ thống xử

lý khí thải:

Bụi

- Máy phát điện dự phòng: CO,

NOx, VOC, nhiệt, tiếng

ồn

- Các phương tiện vận chuyển nguyên vật liệu, sản phẩm

ra vào Nhà máy: Bụi,

CO, CO2, NOx, SO2, tiếng ồn

- Công đoạn phôi thép được đưa vào lò nung: CO, Bụi,

NOx, SO2, nhiệt

độ

- Máy cán kéo thô, cán trung, cán tinh để cán phôi ra thành phẩm: tiếng ồn, nhiệt độ, rỉ thép

và nước thải

- Công đoạn làm nguội: tiếng ồn, nước thải

-Công đoạn cắt ngắn thành phẩm: tiếng ồn

- Công đoạn đóng bó: tiếng

ồn

- Các phương tiện vận chuyển nguyên vật liệu, sản phẩm ra vào Nhà máy: Bụi,

CO, CO2, NOx,

SO2, tiếng ồn

- Công đoạn cắt định hình phôi thép:

tiếng ồn, bụi

và đầu mẫu phôi thép thừa

- Công đoạn nung: bụi,

CO, NOx,

SO2, nhiệt độ,

xỉ than

- Máy cán kéo thô: tiếng ồn, nhiệt độ, rỉ thép, nước thải

- Các phương tiện vận chuyển

nguyên vật liệu, sản phẩm ra vào Nhà máy:

- Khu vực bốc

dỡ, chuẩn bị nguyên liệu: Bụi, ồn

- Các phương tiện vận chuyển nguyên vật liệu, sản phẩm ra vào Nhà máy: Bụi,

- Các chất ô nhiếm phát sinh

từ lò nung được giảm thiểu bằng

hệ thống tháp lọc ướt với dung

- Xây dựng hệ thống hấp thụ

sử dụng dung dịch NaOH để

xử lý các chất

ô nhiễm phát

- Các chất ô nhiễm phát sinh từ lò luyện được xử

lý bằng tháp tiếp xúc: khí

(01 lò) Lò khí hóa than

có nhiệm vụ khí hóa than

đá để tạo thành hỗn hợp khí than có thành phần chủ yếu là khí

CO và một số khí khác như

CH4, H2S, H2,

CxHy, CO2,

N2, hơi nước

và một số tạp chất khác

dịch hấp thụ là Ca(OH)2

sinh từ khu vực lò nung

thải từ lò luyện được thu gom

ở tháp thu có trợ lực bởi quạt hút với lưu lượng khoảng 2.200

m3/h, khí thải được dẫn vào

hệ thống tháp rỗng, tại đây khí được tiếp xúc với các lớp đệm và nước phun từ trên xuống, các cặn bụi bị tách ra khỏi dòng khí theo nước trôi xuống bể lắng Tình hình ô

2.3.1.1 Cơ sở sản xuất thép DANA – Nhật

Bảng 2.3 Các nguồn gây ô nhiễm môi trường không khí

STT Nguồn phát sinh Tác nhân gây ô nhiễm

1 Khí thải phát sinh từ lò nung khí hóa than Bụi, CO, SO2, H2S, nhiệt

2 Kho chứa tro xỉ Bụi, nước nhiễm bẩn do nước

mưa chảy qua

3 Hệ thống xử lý khí thải Bụi

4 Máy phát điện dự phòng CO, NOx, VOC, nhiệt, tiếng ồn

5 Các phương tiện vận chuyển nguyên vật

liệu, sản phẩm ra vào Nhà máy

Bụi, CO, CO2, NOx, SO2, tiếng

dầu Diesel và sẽ thải ra môi trường không khí một lượng khói thải có chứa các chất ô nhiễm như: Bụi, NOx, SO2, CO, CO2, CxHy

2.3.1.2.Cơ sở sản xuất thép Thường Thắng Đạt

Từ công nghệ sản xuất của xưởng cán kéo thép có thể phân tích các nguồn phát sinh các tác động môi trường không khí ở các công đoạn trong dây chuyền sản xuất như sau:

- Công đoạn phôi thép được đưa vào lò nung: do nhiên liệu sử dụng để nung là than đá nên phát sinh chủ yếu các khí CO, NOx, SO2 và bụi, nhiệt độ

- Các công đoạn làm nguội thành phảm bằng quạt gió phát sinh tiếng ồn

- Công đoạn cắt ngắn thành phẩm phát sinh tiếng ồn

- Công đoạn đóng bó phát sinh tiếng ồn

- Các phương tiện vận chuyển nguyên vật liệu, sản phẩm ra vào nhà máy: Bụi,

CO, CO2, NOx, SO2, tiếng ồn

2.3.1.3 Cơ sở sản xuất thép Tấn Quốc

Trong quá trình hoạt động của nhà máy, dựatheo công nghệ sản xuất hiện tại có thể phân tích các nguồn phát sinh ô nhiễm môi trường không khí tại các công đoạn trong dây chuyền sản xuất như sau:

- Công đoạn cắt định hình phôi thép: tiếng ồn, bụi và đầu mẫu phôi thép thừa

- Công đoạn nung: bụi, CO, NOx, SO2, nhiệt độ, xỉ than

- Máy cán kéo thô: tiếng ồn, nhiệt độ, rỉ thép

- Các phương tiện vận chuyển nguyên vật liệu, sản phẩm ra vào Nhà máy: Bụi,

CO, CO2, NOx, SO2, tiếng ồn

2.3.1.4 Cơ sở sản xuất thép Tấn Hiền

Nguồn gốc gây ô nhiễm MTKK chủ yếu là Bụi, NOx, SO2, CO, hơi kim loại nặng, hơi acid, nhiệt và hợp chất hữu cơ bay hơi phát sinh từ lò hồ quang (lò luyện) và bụi, tiếng ồn phát sinh từ khu vực bốc dỡ, chuẩn bị nguyên liệu, xuất sản phẩm

Hoạt động của các phương tiện giao thông vận chuyển nguyên nhiên vât liệu, sản phẩm ra vào khu vực xưởng cũng góp phần gây ô nhiễm môi trường không khí xung quanh Nhiên liệu đốt cho quá trình vận hành các phương tiện vận tải là xăng và dầu Diesel, vì vậy trong khói thải xe sẽ phát sinh bụi khói và các khí độc NO2, CO, CO2,

CxHy

Ngoài ra hoạt động sản xuất của các nhà máy trong cụm có phát sinh tiếng ồn từ công đoạn nung, cán, cắt, nạp liệu, quạt hút,… đặc biệt dây chuyền cán gây tiếng ồn cao Khả năng gây ồn tại các công đoạn sản xuất của nhà máy tới môi trường xung quanh được xác định bởi công thức:

Li = Lp – ∆Ld – ∆Lc – ∆Lcx (dBA) Trong đó:

+ Li: Mức ồn tại điểm tính toán, cách nguồn ồn khoảng cách d

+ Lp: Mức ồn đo được tại nguồn gây ồn (cách nguồn ồn 1,5 m)

+ ∆Ld: Mức ồn giảm theo khoảng cách ứng với Li (m)

+ ∆Ld = 20.lg (r2/r1)1+a (dBA)

+ r1: Khoảng cách tới nguồn gây ồn ứng Lp (m)

+ r2: Khoảng cách tính toán độ giảm mức ồn theo khoảng cách ứng với Li (m)

+ a: Hệ số kể đến ảnh hưởng hấp phụ tiếng ồn của địa hình mặt đất (a=0)

+ ∆Lc : Độ giảm mức ồn qua vật cản Tại khu vực nhà máy ∆Lc = 0

+ ∆Lcx : Độ giảm ồn sau giải cây xanh

+ ∆Lcx = ∆Ld +1,5Z + β.ΣBi (dBA)

+ 1,5Z: Độ giảm mức ồn do tác dụng phản xạ của các dải cây xanh

+ ΣBi: Tổng bề rộng của các giải cây xanh

+ βΣBi: Mức ồn giảm do âm thanh bị hút & khuếch tán trong các dải cây xanh

+ β: Trị số hạ thấp trung bình theo tần số (β = 0,10-0,20 dBA/m)

Nguồn: Hướng dẫn lập báo cáo ĐTM dự án luyện gang thép – Tổng cục Môi trường ban hành năm 2009

Từ các công thức trên, tính toán mức độ gây ồn của các loại thiết bị trong một số công đoạn sản xuất của các nhà máy tới môi trường xung quanh ở các khoảng cách khác nhau cho thấy:

Bảng 2.4 Mức ồn gây ra từ các thiết bị sản xuất của nhà máy (dBA)

TT Thiết bị sản xuất

Mức ồn ở điểm cách nhà máy 1,5 m

Mức ồn ở điểm cách nhà máy

50 m

Mức ồn ở điểm cách nhà máy

200 m

Mức ồn ở điểm cách nhà máy

2.3.2 Hiện trạng ô nhiễm không khí tại KCN Hòa Khánh

Thực tế khảo sát cho thấy, hiện nay môi trường không khí tại KCN Hòa Khánh nới chung và tại cụm các cơ sở sản xuất thép nói riêng đều bị ô nhiễm và có xu hướng