Tài liệu Nguyên nhân giải pháp khắc phục ô nhiễm sắt thép

MỤC LỤC 1. Giới Thiệu....................................................................................................2 1.1 Nguồn phát sinh ô nhiểm từ sắt thép....................................................2 1.1.1 Trong sinh hoạt................................................................................2 1.1.2 Trong công nghiệp...........................................................................2 1.2 Tác động đến MT.................................................................................3 1.2.1 Tác động của sắt thép thải sinh hoạt................................................3 1.2.2 Tác động sắt thép công nghiệp đến MT..........................................3 1.2.3 Ví dụ cụ thể......................................................................................5 2. Giải pháp khắc phục....................................................................................7 2.1 Nguyên tắc:...........................................................................................7 2.2 Các giải pháp giảm thiểu tác động đến môi trường vật lý...................7 2.2.1 Giải pháp ngăn ngừa ô nhiễm và sự cố...........................................7 2.2.2 Giải pháp giảm thiểu bằng cây xanh...............................................8 2.3 Các giải pháp kỹ thuật..........................................................................8 2.3.1 Ô nhiễm nước...................................................................................8 2.3.2 Ô nhiễm không khí...........................................................................8 2.3.3 Ô nhiễm chất thải rắn.....................................................................10 2.3.4 Ô nhiễm tiếng ồn và rung:.............................................................10 2.3.5 Cải tiến công nghệ nấu đúc:...........................................................11 Kết luận..............................................................................................................14 1. Giới Thiệu Với sự phát triển của các ngành công nghiệp trên toàn thế giới thì công nghiệp luyện kim đóng vai trò rất quan trọng và là một trong những ngành công nghiệp trọng điểm của con người. Bên cạnh đó thì ngành luyện sắt thép là một trong những ngành có “tiềm năng” gây ô nhiễm, suy thoái môi trường do có lượng chất thải gồm nước thải, khí thải và chất thải rắn lớn và có nồng độ các chất ô nhiễm cao nhất. 1.1 Nguồn phát sinh ô nhiểm từ sắt thép 1.1.1 Trong sinh hoạt Phần lớn các công cụ sinh hoạt và lao động được làm từ Sắt Thép và quá trình oxi hóa các sản phẩm này là nguyên nhân chính dẫn đến việc hư hỏng các sản phẩm này. Hiện nay ở VN xuất hiện rất nhiều các làng nấu sắt thép tái chế và đây cũng là nguyên nhân quan trọng về MT. 1.1.2 Trong công nghiệp Ô nhiễm chủ yếu sinh ra trong quá trình nấu đúc kim loại là: khói, bụi và các chất thải phế phẩm khác gây tác động ô nhiễm không khí, nước và cả môi trường đất. Có thể chia làm 2 loại chính: Chất thải khí:  Những khí thải sinh ra từ việc nguyên liệu sản xuất không tinh khiết nhiều tạp chất  Khí thải từ việc đốt nhiên liệu ( dầu FO,than…)  Khí sinh ra trong quá trình sản xuất…  Không sử dụng chất trợ dung nên làm nhiệt tiêu hao tăng Chất thải rắn :  Công đoạn nấu và tinh luyện tiến hành trên cùng 1 thiết bị nên hiệu quả thấp và không xử lí được ô nhiễm.  Công nghệ lạc hậu nên tỉ lệ phế phẩm cao  Chất thải rắn như xỉ không được xử lý và tận dụng Ngoài ra còn có nước thải sản xuất và ô nhiễm tiếng ồn 1.2 Tác động đến MT 1.2.1 Tác động của sắt thép thải sinh hoạt Sắt thép sẽ gây ô nhiễm tới nguồn nước ngầm do Fe3+ trong môi trường kỵ khí trong lòng đất dễ bị khử thành Fe2+. Dù nước chứa sắt không ảnh hưởng đến sức khỏe con ngưởi thế nhưng nguồn nước này tiếp xúc với Oxy trong không khí trở nên đục và tạo cảm quan không tốt cho người sử dụng do sự oxy háo Fe2+ thành Fe3+ tồn tại dưới dạng tủa keo; ngoài ra, sắt còn gây mùi tanh cho nguồn nước dùnồng độ rất nhỏ, làm vàng ố quần áo, ảnh hưởng đến hệ thống cấp nước do sự phát triển của vi khuẩn oxy hóa sắt… 1.2.2 Tác động sắt thép công nghiệp đến MT 1.2.2.1 Tác động đến nguồn nước Ảnh hưởng của khí thải Các chất ô nhiễm sinh trong quá trình sản xuất luyện gang thép bao gồm bụi, các chất khí độc hại có tính axit (SO2, NO2...), khi gặp mưa các chất ô nhiễm này sẽ dễ dàng hoà tan vào trong nước mưa làm cho nước mưa bị ô nhiễm không thể sử dụng được. Ngoài ra phản ứng của các khí thải khi hòa tan vào nước mưa sẽ gây ăn mòn và phá hủy các cấu kiện vật liệu khác Vấn đề ô nhiễm nước mưa sẽ kéo theo sự ô nhiễm nguồn nước ngầm tại khu vực nhà máy và nguồn nước mặt của các thuỷ vực tiếp nhận và từ đó gây tác động đến môi trường khu vực. Ảnh hưởng của nước thải sản xuất Nước sử dụng trong quá trình luyện cán thép thường từ 1500 - 1700 m3 cho 1 tấn thép. Trong đó khoảng 70% lượng nước được sử dụng để làm nguội các loại lò, 25% được sử dụng để làm nguội thiết bị, kim loại, khí thải và khoảng 5% sử dụng cho các nhu cầu khác. Về đặc điểm chất lượng nước thải của ngành công nghiệp luyện gang thép thì có chứa nhiều các chất bẩn, chất độc hại đặc trưng còn có dầu mỡ khoáng, lượng dầu mỡ này phần lớn chưa được thu gom xử lý. Đối với nhà máy cốc hoá, phần lớn các chỉ tiêu COD, BOD, Phenol, Xianua và một số chỉ tiêu độc hại khác trong nước thải đều vượt quá nồng độ giới hạn cho phép theo quy định của TCVN 5945-1995. Đối với các khu vực sản xuất khác của công nghệ luyện gang thép, nước thải có hàm lượng cặn lơ lửng tương đối cao, có màu và nhiều váng dầu dễ gây nguy hại đối với môi trường xung quanh và nhất là đối với các nguồn tiếp nhận nước thải 1.2.2.2 Ô nhiễm chất thải rắn Nguồn gốc gây ô nhiễm môi trường đất thường là các loại kim loại nặng, các chất độc hữu cơ và dầu mỡ có chủ yếu trong chất thải rắn và chất thải lỏng từ các quá trình luyện gang thép, nung cốc... Các chất thải rắn sinh ra trong quá trình luyện gang thép thường gồm xỉ than, vật liệu chịu lửa, vẩy sắt và xỉ mạt, phoi kim loại, bã đất đèn, các hợp chất chứa silic, canxi, nhôm, bã quặng. Được chia làm ba nhóm chính trong cơ chế tác động gây ô nhiễm:  Các kim loại năng và nguyên tố vi lượng sẽ gây độc cho sinh vật nếu có hàm lượng cao Kim loại nặng có thể bị hấp thụ và tích luỹ trong cây trồng, gây độc hại cho các thành phần sinh vật của hệ sinh thái và đặc biệt, thông qua chuỗi dinh dưỡng, kim loại nặng tích luỹ trong mỡ người và động vật, làm mất khả năng vận chuyển máu, gây ung thư và các bệnh nghiêm trọng khác  Các chất độc hữu cơ Phenol và Xianua là sản phẩm của công nghiệp luyện gang thép và luyện cốc. Khi thấm vào đất chúng làm cho nước trong đất có mùi đặc biệt. Phenol kết hợp với clo tạo thành clorophenol độc, có mùi khó chịu. Hàm lượng phenol trong nước dưới đất từ 25-30 mg/l sẽ gây độc cho cây trồng và làm chết động vật đất. Xianua là một nhóm chất rất độc hại đối với con người, tác động mạnh đến hệ thần kinh. Sự phân bố các chất độc hữu cơ phụ thuộc vào khoảng cách đến các nguồn thải, phương  Dầu mỡ sinh ra trong quá trình vận hành khi ngấm vào đất nó sẽ gây tác động huỷ diệt rấtlớn đối với động vật và vi sinh vật đất  Xỉ là phụ phẩm của ngành sản xuất thép. Ở Việt Nam, phần lớn thép được sản xuất bằng công nghệ lò điện hồ quang – đúc liên tục. Công nghệ luyện thép bằng lò điện hồ quang sử dụng nguyên liệu đầu vào là sắt, thép phế liệu để luyện thép. Để tách các tạp chất có trong thép phế liệu đầu vào, sử dụng vôi và một số chất trợ dung đưa vào lò luyện, quá trình nóng chảy ở nhiệt độ trên 1.600oC xỉ sẽ nổi lên trên, thép lỏng nằm ở lớp phía dưới. Lớp xỉ được tháo ra khỏi lò, được làm nguội và chuyển sang trạng thái rắn. 1.2.3 Ví dụ cụ thể CÔNG CÁC CHẤT THẢI CHÍNH TÁC ĐỘNG ĐẾN MÔI TRƯỜNG ĐOẠN CHUẨN BỊ - Bụi, dầu mỡ, đất cát, sét rỉ, - Tiếng ồn, khí thải và bụi tác động PHẾ bột oxit kim loại… LIỆU - Khí thải do đốt sơn, cao su, nhựa… đến khu vực sản xuất và lân cận, ảnh hưởng hệ hô hấp, bệnh ngoài da, gây ô nhiễm nước ngầm, hệ thống cống rãnh, ảnh hưởng thính giác… - Nước thải kiềm, axit. ĐỐT - Khí thải CO, SO2, NOx, bồ - Gây ngạt thở, đau đầu, ù tai, dị ứng NHIÊN hóng, tro bụi… LIỆU - Nhiệt và tiếng ồn của mô tơ, quạt gió, hiện tượng cháy nổ. và viêm da, tổn thương mắt, sang chấn giác mạc, giảm chức năng hô hấp, bệnh phổi trầm trọng. - Ăn mòn thiết bị, gây mưa axit. NẤU - Hơi kim loại: chì, thiếc, - Gây ngạt thở, cay mắt, viêm họng, CHẢY kẽm, antimon… KIM - Bụi và các oxit kim loại. mùi khó chịu, giảm sức khỏe lao động, làm hư hại các công trình. LOẠI - Ô nhiễm nhiệt. TINH - Hơi kim loại, hơi muối và - Gây ngộ độc, ảnh hưởng đường hô LUYỆN các hợp chất Halogen trong hấp, mắt và da, tác động xấu đến KIM trợ dung như KCl, Na3AlF6, cường độ lao động, ảnh hưởng dân cư LOẠI CaF2… xung quanh. - Nhiệt, bụi oxit kim loại. - Ăn mòn và làm hư hỏng thiết bị. - Bụi, hơi nóng, hơi nước. - Ảnh hưởng đến phổi, mắt và lâu ĐÚC SẢN - Cháy các hóa chất của hỗn PHẨM hợp làm khuôn, sơn khuôn. ngày gây viêm da. - Mùi khó chịu do các hóa chất cháy khi rót khuôn. THÁO - Bụi SiO2, MgO, Al2O3… DỠ - Tiếng ồn do thiết bị phá - Tiếng ồn làm giảm thính giác, ảnh KHUÔN XỬ - Gây bệnh về mắt, phổi, ngoài da. khuôn, làm sạch vật đúc. hưởng sức khỏe người lao động. LÝ - Chất thải rắn: xỉ , bã kim - Các bệnh về hô hấp, ngoài da và ảnh THU HỒI loại. - Bụi và khí thải độc hại có nhiệt độ cao. hưởng trực tiếp tới khu dân cư xung quanh. - Ô nhiễm nguồn nước ngầm, hư hại đường cống. 2. Giải pháp khắc phục 2.1 Nguyên tắc: Giảm thiểu tới mức tối đa có thể được phù hợp với công nghệ xử lý đối với quá trình hoạt động luyện gang thép ngay từ giai đoạn đầu. Giải pháp bảo vệ môi trường phải có tính khả thi cao, phù hợp với các mục tiêu hoạt động của dự án và phù hợp với nguồn tài chính của chủ đầu tư. Liên tục kiểm tra sự tuân thủ các quy định về môi trường mà chủ đầu tư đã cam kết thực hiện trong nghiên cứu khả thi của dự án đã được phê duyệt. Bảo vệ môi trường và sức khoẻ cộng đồng trong khu vực. 2.2 Các giải pháp giảm thiểu tác động đến môi trường vật lý 2.2.1 Giải pháp ngăn ngừa ô nhiễm và sự cố Quy hoạch hợp lý tổng mặt bằng nhà máy trên cơ sở xem xét đến các vấn đề môi trường có liên quan như : Lựa chọn hướng nhà hợp lý để sử dụng một cách tốt nhất các điều kiện thông gió tự nhiên, góp phần cải thiện môi trường lao động bên trong nhà xưởng. Xác định kích thước vùng cách ly vệ sinh công nghiệp giữa các hạng mục công trình của nhà máy cũng như giữa các nhà máy luyện gang thép và các khu dân cư để đảm bảo sự thông thoáng giữa các công trình, hạn chế lan truyền ô nhiễm, đảm bảo phòng cháy, chữa cháy và giảm thiểu những ảnh hưởng trực tiếp do chất thải đối với con người và các công trình xung quanh. Vùng cách ly vệ sinh công nghiệp là vùng đệm giữa nhà máy với khu dân cư. Kích thước của vùng cách ly vệ sinh công nghiệp được xác định theo khoảng cách vệ sinh mà các tiêu chuẩn nhà nước cho phép. Tiêu chuẩn tạm thời về môi trường của Bộ Xây dựng đã quy định khoảng cách cách ly vệ sinh công nghiệp tối thiểu cho các loại hình sản xuất bao gồm : Yêu cầu về khoảng cách vệ sinh đối với các thiết bị đốt nhiên liệu. Yêu cầu về khoảng cách cách ly vệ sinh công nghiệp cho các nhà máy có khí thải, có nguy cơ ô nhiễm không khí cao, độc hại và các nhà máy có phát sinh nhiều bụi. Yêu cầu về khoảng cách an toàn cho hệ thống kho, bồn chứa nhiên liệu theo lưu lượng dự trữ. Phân cấp các nhà máy về chiều rộng tối thiểu của khoảng cách cách ly vệ sinh công nghiệp. 2.2.2 Giải pháp giảm thiểu bằng cây xanh Cây xanh có tác dụng giảm tiếng ồn. Sóng âm truyền qua các dải cây xanh sẽ bị suy giảm năng lượng, mức cường độ âm thanh giảm đi nhiều hay ít phụ thuộc vào mật độ lá cây, kích thước của cây xanh và chiều rộng của dải đất trồng cây. 2.3 Các giải pháp kỹ thuật 2.3.1 Ô nhiễm nước Phân loại nước thải : Nước quy ước sạch, nước ô nhiễm cơ học, nước nhiễm bẩn hoá chất và nước nhiễm bẩn dầu mỡ... Các biện pháp quản lý và khống chế do ô nhiễm nước thải : Tiêu chuẩn TCVN - 1995 đối với nguồn nước xả vào nguồn loại A hoặc B. Phương án xử lý nước thải. Các giải pháp xử lý kỹ thuật Công nghệ xử lý nước thải thường ứng dụng các quá trình xử lý cơ học, sinh học và hoá lý để xử lý cặn lơ lửng (SS), chất hữucơ (BOD5, COD), độ đục, dầu mỡ và kim loại nặng... Hệ thống xử lýnước thải thường được chia làm ba hệ thống phụ là : Xử lý bậc 1 (Primary Treatment), Xử lý bậc 2 (Secondary Treatment) và Xử lý bậc 3 - bậc cao (Tertiary Treatment). Xử lý bậc 1 : nhằm tách các chất rắn không hoà tan ra khỏi nước thải. Cặn có kích thước lớn có thể được loại bỏ bằng tấm chắn rác hoặc được nghiền nhỏ bằng thiết bị nghiền. Cặn vô cơ như cát, sạn, mảnh kim loại... được tách ra khi qua bể lắng cát. Cặn lơ lửng hữu cơ đựoc loại bỏ trong bể lắng đợt 1. Xử lý bậc 2 : thường ứng dụng các quá trình hoá học và sinh học để loại bỏ hết các chất hữu cơ. Xử lý bậc 3 : trong quá trình xử lý bậc cao, các quá trình cơ học, hoá sinh được ứng dụng để khử các thành phần khác như cặn lơ lửng, độ đục, màu... mà chúng chưa bị khử hoặc bị khử không đáng kể trong xử lý bậc 2. 2.3.2 Ô nhiễm không khí 2.3.2.1 Khống chế ô nhiễm không khí Nhà xưởng phải được thiết kế đảm bảo điều kiện vệ sinh công nghiệp, đảm bảo thông thoáng và đảm bảo chế độ vi khí hậu bên trong công trình nhất là tại vị trí thao tác của người công nhân. Các biện pháp kỹ thuật được áp dụng : Hệ thống thông gió tự nhiên bằng các cửa mái nhà công nghiệp. Hệ thống thông gió hút hoặc thổi cục bộ. Hệ thống thông gió chung, hệ thống lọc bụi và xử lý khí thải. Giải pháp kỹ thuật xử lý khí thải 2.3.3 Ô nhiễm chất thải rắn 2.3.4 Ô nhiễm tiếng ồn và rung: Giải pháp khống chế ô nhiễm do tiếng ồn Các giải pháp khống chế ô nhiễm tiếng ồn từ các hoạt động sản xuất của công nghệ luyện gang thép được thực hiện như sau : Sử dụng đệm chống ồn được lắp tại chân của quạt và thiết bị. Những nơi điều hành sản xuất được cách ly riêng. Kiểm tra sự cân bằng của máy khi lắp đặt. Kiểm tra độ mòn chi tiết và cho dầu bôi trơn thường kỳ. Thiết lập tường chắn hoặc thiết bị bọc âm. Các giải pháp khống chế rung động Để chống rung cho máy móc thiết bị, cần thực hiện các giải pháp sau : Đúc móng máy đủ khối lượng (bê tông mác cao), tăng chiều sâu móng, đào rãnh đổ cát khô hoặc than củi để tránh rung theo mặt nền. Lắp đặt đệm cao su và lò so chống rung đối với các thiết bị có công suất lớn. 2.3.5 Cải tiến công nghệ nấu đúc: 2.3.5.1 Phân loại nguyên liệu: Nguyên liệu mua về cần được phân loại riêng thành ba nhóm như sau: Nhóm nguyên liệu sạch: kim loại thỏi thương phẩm. Nhóm nguyên liệu xác định: nắm được nguồn gốc và thành phần hóa học như các phôi tiện, bavia, dây điện, hồi liệu… Nhóm nguyên liệu không xác định: không nắm được nguồn gốc và thành phần hóa học, cần được xử lí sơ bộ. 2.3.5.2 Xử lí sơ bộ: Nhóm nguyên liệu không xác định thường có lẫn nhiều tạp chất có hại cho quá trình nấu luyện như: kim loại tạp, dầu mỡ, nước, bụi, đất… Các tạp chất này làm tiêu hao nhiên liệu khi nấu, làm giảm chất lượng kim loại thành phẩm, phát sinh nhiều khí độc hại gây ô nhiễm môi trường. Do đó cần được xử lí sơ bộ bằng cách phân loại, làm sạch, sấy, đánh bóng và bảo quản thích hợp. Việc xử lí sơ bộ sẽ giúp: Ít cháy hao kim loại. Nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm. Giảm phát sinh hơi khí độc hại. Xử lí sơ bộ theo kinh nghiệm gồm các bước: Các phế liệu có khối lượng lớn cần đem đi phân tích thành phần hóa học. Tách cơ học các phế liệu có dính đất, bụi, các phế liệu có bọc nhựa, loại bỏ các phần có kim loại không cần thiết. Làm khô phế liệu bằng cách phơi nắng hoặc sấy ở 100oC. Các phế liệu dạng lon, phôi… cần đem đóng bánh cỡ 2 – 3 kg, khối lượng riêng phải đạt 1,5 kg/dm3. Bảo quản nguyên liệu ở kho có mái che, khô ráo. Khồn để trong kho lâu quá 2 tuần. Nếu phối liệu quá lớn, cần phải nấu ra thỏi tái sinh. Các cơ sở nấu đúc ở nội thành nên sử dụng các nguyên liệu sạch, đã qua xử lí nhằm tránh ô nhiễm khu dân cư. 2.3.5.3 Trợ dung: Trợ dung (bao gồm trợ dung che phủ và trợ dung tinh luyện) có tác dụng: Bảo vệ kim loại lỏng tránh được sự tác động và xâm nhập của khí. Khử một số tạp chất có hại trong kim loại lỏng. Giảm mức độ bay hơi của kim loại ở nhiệt độ cao, tiết kiệm năng lượng. Các cơ sở đúc nhỏ thường không sử dụng trợ dụng hoặc sử dụng không đúng làm tăng tỉ lệ kim loại bay hơi hoặc đi vào xỉ, gây ô nhiễm không khí. Tùy theo công nghệ và thiết bị nấu đúc mà ta cho tỉ lệ trợ dung khác nhau (thường lượng trợ dung chiếm 10 – 15 % trọng lượng kim loại lỏng). Lượng trợ dung quá ít sẽ không có tác dụng che phủ và tinh luyện. Còn nếu lượng trợ dung quá nhiều sẽ lãng phí và gây ô nhiễm không khí (do các halogen bay hơi), gây viêm khí quản, ảnh hưởng đến hệ hô hấp và làm ăn mòn các kết cấu kim loại xung quanh. 2.3.5.4 Lò nấu luyện: Lò nấu luyện kim loại rất đa dạng ảnh hưởng đến chất lượng kim loại và ô nhiễm môi trường. Hiện nay, trong ngành nấu đúc kim loại, lò và thiết bị đốt lạc hậu nên tiêu hao nhiều nhiên liệu, giảm năng suất và chất lượng kim loại nấu, sinh nhiều chất thải độc hại. Đa số các lò dùng than đá, dầu FO, DO khi cháy sinh nhiều chất ô nhiễm môi trường không khí (CO, SO2, NOx, bồ hóng, bụi…). Để hạn chế tình trạng trên, chúng ta nên sử dụng khí hóa lỏng (gas LPG) vừa rẻ, vừa đạt hiệu quả kinh tế, kĩ thuật và môi trường. Uỷ ban kiểm soát ô nhiễm ở các bang của Ấn Độ đã chỉ rõ giới hạn ô nhiễm chấp nhận ở ngành đúc. Để thành lập công ty đúc và đi vào hoạt động, phải được cấp “Giấy phép thành lập” và “ Giấy phép hoạt động” bởi Văn phòng Trung tâm công nghiệp của Uỷ ban kiểm soát ô nhiễm của Bang. Các công ty đúc được quan tâm ở “Loại đỏ” vì sử dụng lò nấu kim loại và vì thế Uỷ ban cho phép chỉ cho phép các công ty đúc bắt đầu hoạt động. Viện năng lượng và tài nguyên (TERI) hợp tác với Cơ quan hợp tác và phát triển Thuỵ Sỹ (SDC) thiết kế kết hợp việc chia lò cao và srubber ướt để nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng và công nghệ nấu thân thiện với môi trường. Lò cao không dùng than cốc đang trở nên phổ biến vì những ưu điểm của nó, chi phí nấu rẻ, ít ô nhiễm, và sự sẵn sàng của công nghệ và bi cách nhiệt yêu cầu. Kết luận Trong thời điểm hiện tại, khi mà vấn đề môi trường ngày càng được mọi người quan tâm đến, để đảm bảo việc giảm thiểu ô nhiễm môi trường, đảm bảo cho sự phát triển bền vững của nước ta nói riêng và cả thế giới nói chung, việc khắc phục các tác nhân gây ô nhiễm môi trường trong ngành đúc cần được các công ty, doanh nghiệp và cả chính quyền chú trọng nhiều hơn nữa. Đặc biệt là chính bản thân chúng ta phải tự nhận thức về tầm quan trọng cũng như chung tay góp phần bảo vệ môi và xây dựng môi trường ngày càng xanh – sạch – đẹp.