Đồ án II tái chế nhôm

Đồ án chun ngành

GVHD: TS.Trần Phương Hà

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.2 Xyclone lắng......................................................................................................7
Hình 1.3: Hệ thống lọc bụi...............................................................................................8
Hình 1.4: Tháp sủi bọt......................................................................................................9
Hình 1.5: Thiết bị lọc bụi bằng điện 2 vùng...................................................................10
Hình 1.6: Tháp đệm........................................................................................................12
Hình 1.7: Tháp đĩa............................................................................................................1
YHình 2.1: Sơ đồ vị trí địa lý làng nghề tái chế nhơm thơn Mẫn Xá, xã Văn
Mơn……….16
Hình 2.2: Một hộ tái chế nhơm, phế liệu mua về khơng có kho lưu giữ mà để xung quanh
nhà................................................................................................................................... 18
Hình 2.3: Xỉ nhơm bị thải bỏ khắp đường làng........Lỗi! Thẻ đánh dấu khơng được xác
định.
Hình 2.4: Xỉ nhơm đổ bừa bãi trên đường làng...............................................................19
Hình 2 5: Quy trình cơ đúc nhơm phế liệu.......................................................................21
Hình 3.1: Ống khói của một cơ sở đúc nhơm thơn Mẫn Xá.............................................24
Hình 3.2: Cơng nghệ xử lí bụi, khí thải trong q trình tái chế nhơm..............................26
Hình 3.3: Xyclone...........................................................................................................28
Hình 3.4: Tháp đệm.........................................................................................................29

SVTH: Cao Thu Hằng

1

Lớp: MT 01- K60

Đồ án chuyên ngành

GVHD: TS.Trần Phương Hà

Contents
MỞ ĐẦU.......................................................................................................................... 3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN...........................................................................................4
1. Tổng quan về tái chế nhôm.....................................................................................4
1.1. Nhôm và công nghệ tái chế nhôm.......................................................................4
1.2. Hoạt động tái chế nhôm tại làng nghề và các vấn đề chung về môi trường......5
1.3. Tổng quan các phương pháp xử lý bụi và khí thải................................................6
1.3.1. Phương pháp xử lý bụi:...................................................................................6
1.3.1.1. Phương pháp lọc bụi khô:.............................................................................6
1.3.1.2. Phương pháp lọc bụi ướt (tháp phun, venture, …):.....................................9
1.3.1.3. Thiết bị lọc bụi tĩnh điện:............................................................................10
1.3.2. Các phương pháp xử lý khí thải:....................................................................10
1.3.2.1. Phương pháp hấp thụ:................................................................................10
1.3.2.2. Phương pháp hấp phụ:...............................................................................14
1.3.2.3. Phương pháp thiêu đốt:.............................................................................14
CHƯƠNG 2 : ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
......................................................................................................................................... 16
2. Đối tượng nghiên cứu và phương pháp nghiên cứu...........................................16
2.1. Giới thiệu về làng nghề tái chế nhôm xã Văn Môn...........................................16
2.2. Hoạt động sản xuất tại làng nghề......................................................................17
2.3. Hoạt động cô đúc nhôm phế liệu......................................................................20
2.4. Phương pháp nghiên cứu..................................................................................21
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN................................................................23
3.1. Các dịng thải từ quy trình cơ đúc nhơm...........................................................23
3.2. Đặc tính dịng khí thải.......................................................................................23
3.3. Đề xuất và thuyết minh công nghệ xử lý...........................................................25

KẾT LUẬN......................................................................................................................... 30

SVTH: Cao Thu Hằng

2

Lớp: MT 01- K60


Đồ án chuyên ngành

GVHD: TS.Trần Phương Hà

MỞ ĐẦU
Làng nghề tiểu thủ cơng nghiệp ở Bắc Ninh đã có lịch sử tồn tại và phát triển từ lâu
đời, phân bố rộng khắp trên địa bàn toàn tỉnh và hoạt động hầu hết ở các ngành kinh tế
chủ yếu. Sự tồn tại và phát triển của các làng nghề đã góp phần quan trọng vào phát triển
kinh tế - xã hội của tỉnh. Các sản phẩm làm ra ngày càng phong phú và đa dạng đáp ứng
một phần nhu cầu tiêu dùng của nhân dân, một số mặt hàng đã có chỗ đứng xuất khẩu ra
nước ngoài được bạn hàng ưa chuộng, chiếm tỷ trọng lớn trong tổng giá trị sản xuất cơng
nghiệp ngồi quốc doanh.
Tồn tỉnh có 62 làng nghề, trong đó 30 làng nghề truyền thống, tiêu biểu như một số
làng nghề: Tái chế giấy Phong Khê, tái chế giấy Phú Lâm, sản xuất rượu Đại Lâm, tái
chế nhôm Văn Môn, sản xuất sắt thép tái chế Đa Hội, sản xuất đồ gỗ mỹ nghệ Đồng Kỵ,
đúc đồng Đại Bái, làm bún Khắc Niệm...với đặc điểm: Quy mô sản xuất nhỏ lẻ, cả làng
cùng sản xuất ra những sản phẩm giống nhau, có dây chuyền cơng nghệ mang tính thủ
cơng và lạc hậu, tiêu tốn nhiều nguyên, nhiên liệu, ý thức của doanh nghiệp trong làng
nghề về bảo vệ môi trường cịn chưa cao. Vì vậy, ơ nhiễm mơi trường tại các làng nghề
ngày càng nghiêm trọng. Mục tiêu chung của nghiên cứu là góp phần đề xuất giải pháp
giảm thiểu ô nhiễm môi trường làng nghề tái chế nhôm xã Văn Môn, huyện Yên Phong,

tỉnh Bắc Ninh, đặc biệt là ơ nhiễm mơi trường khí thải. Những mục tiêu cụ thể như sau:
- Nhận diện các vấn đề môi trường nhôm tại làng nghề tái chế nhôm Văn Môn
- Đề xuất giải pháp và cơng nghệ xử lí khí thải của hoạt động cô đúc nhôm tại làng
nghề tái chế nhôm Văn Môn

SVTH: Cao Thu Hằng

3

Lớp: MT 01- K60


Đồ án chuyên ngành

GVHD: TS.Trần Phương Hà

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1. Tổng quan về tái chế nhôm
1.1.
Nhôm và công nghệ tái chế nhôm
Nhôm là một kim loại mềm, nhẹ màu xám bạc có ánh kim mờ, dẻo, nhiệt độ nóng chảy
cao và khơng bị oxy hóa khiến nhơm có một độ bền đáng nể, vì lý do này nên nhơm
được sử dụng rất rộng rãi trong cuộc sống hằng ngày như lợp mái nhà, sản xuất vách
dựng, muỗng nĩa, dây dẫn điện
Nhơm có bốn đặc tính chính tương ứng với các ứng dụng của nó.
Đầu tiên, vì dễ dát mỏng, nhẹ, và dẫn điện tốt, nên nhôm được dùng làm dây dẫn điện
vì dây dẫn cần phải nhẹ để có thể giăng, kéo đi xa.
Thứ hai, nhơm có độ bền với thời tiết cao do lớp màng chống oxy hóa nên nhơm
khơng bị oxy hóa trực tiếp, tính chất này thích hợp cho việc ứng dụng làm cửa, cửa sổ
phải hứng chịu nắng mưa nhiều.

- Thứ ba, nhôm rất nhẹ, do đó nhơm là một giải pháp tốt trong nhiều lĩnh vực như làm:
vỏ máy bay, vỏ tàu vũ trụ, vỏ điện thoại… nhưng thường dưới dạng hợp kim nhơm vì
nhơm nguyên chất không đáp ứng được về độ cứng. Để chế tạo các sản phẩm, bộ phận
yêu cầu độ chi tiết cần áp dụng các phương pháp gia công cơ khí chính xác.
- Cuối cùng, nhơm dễ phản ứng với oxy nên được sử dụng trong pháo hoa. Ngoài ra với
nhiệt độ đủ cao thì nhơm sẽ phản ứng với oxy tạo thành phản ứng nhiệt nhôm nổi tiếng
dùng để nung chảy kim loại, điển hình là ứng dụng để hàn đường ray xe lửa.
- Tái chế nhôm phế liệu là q trình tái chế lại các vật liệu nhơm đuọc thu gom để
sản xuất ra sản phẩm mới. Quy trình tái chế nhơm có bước cơ bản là nấu nóng
chảy kim loại, nó sẽ giúp tiết kiệm chi phí và năng lượng nhiều hơn là sản xuất ra
nhôm mới bằng phương pháp điện phân oxit nhơm. Vì việc này sẽ tiến hành khai
thác quặng Bauxite rồi tinh chế theo quy trình Bayer làm mất rất nhiều thời gian
và tiền bạc.
- Tái chế nhôm phế liệu chỉ tiêu tốn khoảng 5% năng lượng sử dụng để sản xuất ra
sản phẩm nhơm mới. Vì lý do này, hầu hết sản phẩm nhôm thành phẩm được sản
xuất từ việc tái chế nhôm phế liệu. Lon nước giải khát là vật dụng được sử dụng
nhiều nhất trong tái chế lại nhôm, và hầu hết các thành phẩm được sản xuất từ phế
liệu được sử dụng trở lại cũng là lon nhôm chiếm đa số.
- Quy trình tái chế nhơm phế liệu tại nhà máy tái chế nhôm:

SVTH: Cao Thu Hằng

4

Lớp: MT 01- K60


Đồ án chuyên ngành

GVHD: TS.Trần Phương Hà

-

Bước đầu tiên, nhôm phế liệu sẽ được nhập về từ những cơ sở thu mua phế
liệu và chở về nhà máy tái chế phế liệu.
- Sau khi nhập về tới nhà máy, tất cả các loại nhôm phế liệu đã được thu gom sẽ
được phân loại theo từng nhóm và sẽ được cắt thành nhiều mảnh nhỏ cùng
kích thước để có thể giảm bớt thể tích và dễ dàng hơn cho việc phân loại tái
chế.
- Tiếp theo sẽ là tới quy trình làm sạch những mảnh nhơm phế liệu bằng phương
pháp hóa học hoặc cơ học tùy theo nhóm nhơm phế liệu được phân
- Sau khi đã xong bước làm sạch thì các khối nhơm sẽ được cho vào lị nung với
nhiệt độ lên đến hơn 750 độ C để tạo ra nhôm nóng chảy.
- Sau đó nhơm nóng chảy được loại bỏ đi những cặn bã và tạp chất cịn xót lại
và cuối cùng là đổ vào khuôn để tạo ra sản phẩm mới theo yêu cầu và nhu cầu
sử dụng.
1.2.
Hoạt động tái chế nhôm tại làng nghề và các vấn đề chung về môi trường
- Các làng nghề tái chế nhôm phế liệu là các làng nghề mới được hình thành, số lượng ít
nhưng lại phát triển nhanh về quy mơ và loại hình tái chế. Đa số các làng nghề loại này
nằm ở khu vực phía bắc, cơng nghệ sản xuất đã từng bước được cơ khi hoá. Mặc dù số
lượng các làng tài chế nhôm không lớn, nhưng vấn đề ô nhiễm môi trường do các làng
nghề tái chế gây ra lại rất nghiêm trọng, các thành phần môi trường đều bị ô nhiễm chủ
yêu là bởi các kim loại nặng - những yếu tố rất nguy hiểm đối với con người và sinh vật.
Ở các làng nghề tài chế nhơm, q trình sản xuất thủ cơng, ngun, nhiên vật liệu đầu
vào hầu hết là các phế phẩm do chi phi thấp, các chất thải rắn, lỏng, khí ngang nhiên xả
thải thẳng ra ngồi mơi trường mà khơng qua một hệ thông xử lý nào, người dân thờ ơ
với sự biến đổi của môi trường chỉ quan tâm làm sao, làm như thế nào để có được lợi
nhuận tối đa. Bởi vậy tình hình ơ nhiềm mơi trường ở các làng nghề tái chế là rất đáng
báo động.Theo nghiên cứu của GS.TS.NGND Đặng Kim Chi "Nghiên cứu cơ sở khoa

học và thực tiễn cho việc xây dựng các chính sách và biện pháp giải quyết vấn đề môi
trường ở các làng nghề Việt Nam" KC08.09.2005 và giáo trình Làng nghề Việt Nam và
Môi trường, các làng nghề tái chế kim loại thường có một số vấn đề chung về môi trường
như sau :
+ Môi trường nước : Nước thải chủ yếu là từ các giai đoạn làm mát, vệ sinh kim loại,
máy móc thải ra, q trình đánh bóng, vệ sinh sản phẩm

SVTH: Cao Thu Hằng

5

Lớp: MT 01- K60


Đồ án chuyên ngành

GVHD: TS.Trần Phương Hà

+ Môi trường không khí : Đây là vấn đề lớn nhất với các làng nghề tái chế kim loại do
lượng khí thải độc hại thường xuyên xuất hiện trong suốt quá trình tái chế kim loại, từ
khi nung cho đến lúc đánh bóng thành phẩm
+ Môi trường đất : thường bị ô nhiễm do nhiễm các loại kim loại nặng
1.3. Tổng quan các phương pháp xử lý bụi và khí thải
1.3.1. Phương pháp xử lý bụi:
1.3.1.1. Phương pháp lọc bụi khô:
⁕ Buồng lắng bụi:
Cấu tạo đơn giản là một khơng gian hình hộp có tiết diện ngang lớn hơn nhiều lần so với
tiết diện đường ống dẫn khí vào để cho vận tốc dịng khí đột ngột giảm xuống rất nhỏ →
hạt bụi có đủ thời gian rơi xuống chạm đáy.
Buồng lắng bụi được ứng dụng để lắng bụi thơ có kích thước hạt từ 30

trở lên. Tuy

vậy, các hạt có kích thước nhỏ hơn vẫn có thể bị giữ lại trong buồng lắng. Một vài ứng
dụng thiết bị này là dùng trong lị vơi, lị đốt và các nhà máy chế biến thức ăn gia súc.

Hình 1.1.. Buồng lắng
-

-

Ưu điểm:
 Thiết bị cấu tạo đơn giản, đầu tư thấp. Có thể xây dựng bằng gạch.
 Giá thành bảo dưỡng sữa chữa thấp.
 Tổn thất áp suất nhỏ, làm việc ở nhiệt độ và áp suất khác nhau.
Nhược điểm:
 Cồng kềnh chiếm nhiều khơng gian.
 Khó dọn vệ sinh khi bụi bám trên các tầng. Đôi khi người ta phải dùng biện pháp
phun nước áp lực mạnh để tẩy rửa
 Chỉ đạt hiệu quả cao với hạt bụi có kích thước >30 μm. Hiệu suất lọc thường từ 50
÷55 %
SVTH: Cao Thu Hằng

6

Lớp: MT 01- K60


Đồ án chuyên ngành

GVHD: TS.Trần Phương Hà

⁕ Cyclon:
Nguyên lý: không khí mang bụi vào thiết bị theo ống dẫn được lắp theo phương
tiếp tuyến với thân hình trụ của cyclon,khơng khí sẽ chuyển động xoắn ốc bên trong thân

hình trụ của cyclon, khi chạm vào ống đáy hình phiễu dịng khí bị dội ngược trở lên
nhưng vẫn giữ được chuyển động xoắn ốc và thốt ra ngồi ống thải. Các hạt bụi chịu tác
dụng bởi lực ly tâm sẽ chuyển động về phía thành ống của thân hình trụ,rồi chạm vào đó
→ mất động năng rơi xuống đáy phễu
Hình 1.2 Xyclone lắng
-

-

Ưu điểm:
 Sử dụng rộng rãi,giá thành rẻ,chế tạo dễ dàng.
 Khơng có chi tiết chuyển động,vận hành dễ dàng.
 Có thể làm việc ở nhiệt độ cao tới 500℃ và áp suất cao. Trở lực hầu như cố định
và khơng lớn
 Có thể kết hợp thành tổ hợp xiclon chùm → làm việc hiệu quả hơn
Nhược điểm:
 Hiệu suất thấp đối với những hạt có kích thước d≤5 ��
 Tổn thất áp suất trong thiết bị tương đối cao
 Khơng thể thu hồi bụi kết dính.

⁕ Hệ thống lọc bụi túi vải:
Ngun lý: khơng khí chứa bụi được dẫn vào thiết bị lọc bụi,tại đây bụi tiếp xúc với các
túi vải được thiết kế trong thùng lọc, bụi được tách ra khỏi khơng khí và dính vào bề mặt
túi vải, khơng khí sau đó qua các lỗ thơng khí của vải thốt lên trên và theo đường ống ra

SVTH: Cao Thu Hằng

7

Lớp: MT 01- K60


Đồ án chuyên ngành

GVHD: TS.Trần Phương Hà

ngoài. Sau một thời gian,túi vải sẽ bị các hạt bụi bích kính → làm giảm công suất lọc bụi
→ làm sạch túi vải bằng phương pháp rũ , có thể dùng khí nén, hoặc rũ túi bằng phương
pháp đổi ngược chiều dịng khí. Thiết bị lọc bụi túi vải thường đặt phía sau thiết bị lọc
bụi cơ học để giữ lại những hạt bụi nhỏ mà q trình lọc cơ học khơng giữ lại được. Khi
các hạt bụi thơ hồn tồn đã được tách ra thì lượng bụi giữ trong túi sẽ giảm đi. Một vài
ứng dụng của túi lọc là trong các nhà máy xi măng, lò đốt, lò luyện thép và máy nghiền
ngũ cốc.
Ống gom khí
sạch

Khí sạch

Bộ phận giũ bụi

Khí bụi

Ống tay áo

Phễu chứa bụi

Bụi

Hình 1.3: Hệ thống lọc bụi
- Ưu điểm:
 Hiệu quả thu hồi bụi cao(98%) kể cả những hạt có kích thước nhỏ Bụi thu được ở

-

dạng khơ, chi phí vận hành thấp.
 Có thể thu hồi bụi dễ cháy
Nhược điểm:
 Không thể vận hành trong môi trường ẩm
 Cần diện tích bề mặt lớn
 Cần có cơng đoạn hoàn nguyên vải lọc
 Vải lọc dễ bị hư hại nếu nhiệt độ cao(tmax=150℃),độ ăn mòn cao

1.3.1.2. Phương pháp lọc bụi ướt (tháp phun, venture, …):
Nguyên tắc: cho dòng khí chứa bụi tiếp xúc trực tiếp với dung mơi (thường là
nước), bụi được giữ lại và thải ra ngoài dưới dạng cặn bùn. Q trình tiếp xúc có thể ở

SVTH: Cao Thu Hằng

8

Lớp: MT 01- K60


Đồ án chuyên ngành

GVHD: TS.Trần Phương Hà

dạng hạt (khi nước phun thành các hạt nước có kích thước nhỏ và mật độ cao), dạng bề
mặt khi có sử dụng lớp đệm(tháp đệm), dạng bọt khí khi sử dụng tháp sủi bọt/tháp mâm.

Hình 1.4: Tháp sủi bọt

1- Khí vào; 2- Khí sạch thoát ra; 3- Chất lỏng đưa vào hệ thống phun; 4- Xả bụi; 5- Lớp
chất lỏng sủi bọt; 6- Đĩa dục lỗ
-

-

Ưu điểm:
 Dễ chế tạo,giá thành thấp,hiệu quả cao.
 Có thể xử lý đồng thời cả khí và bụi
 Có thể làm việc với khí có nhiệt độ,độ ẩm cao, lọc được khí độc
Nhược điểm:
 Bụi thu được dưới dạng cặn → phải xử lý nước thải.
 Khí thoát ra mang theo hơi nước → gây hen rỉ đường ống.
 Khí chứa các chất ăn mịn → phải bảo vệ thiết bị

1.3.1.3. Thiết bị lọc bụi tĩnh điện:
Không khí chứa bụi được dẫn qua một một phận phân phối đi vào ống hoặc
mương. Dọc theo trục/mương đó có lắp các điện cực nối với cực âm của nguồn điện một
chiều điện thế cao. Dưới tác dụng của điện trường các hạt bụi sẽ bị ion hoá và mang điện
tích âm và bị hút vào thành ống. Hiệu quả lọc bụi phụ thuộc vào kích thước hạt,cường độ
dịng điện và thời gian bụi nằm trong thiết bị.
SVTH: Cao Thu Hằng

9

Lớp: MT 01- K60


Đồ án chuyên ngành

GVHD: TS.Trần Phương Hà

Hình 1.5: Thiết bị lọc bụi bằng điện 2 vùng
-

Ưu điểm:
 Hiệu suất cao > 99%
 Có thể làm việc ở nhiệt độ cao,áp suất cao hoặc chân khơng
 Điều kiện tự động hố cao,thu hồi bụi kích thước nhỏ (0,1 ��)
- Nhược điểm:
 Dễ cháy nổ, vận hành phức tạp, giá thành cao
 Độ nhạy cao, khi thay đổi thông số làm việc thì hiệu suất thay đổi
 Khơng thích hợp cho xử lý khí dễ cháy nổ
 Gía thành cao, tiêu tốn một lượng điện lớn
1.3.2. Các phương pháp xử lý khí thải:
1.3.2.1. Phương pháp hấp thụ:
Nguyên lý: Khí thải tiếp xúc với chất lỏng, khi đó các cấu tử này được hoà tan
trong chất lỏng hoặc biến đổi thành các thành phần khác ít độc hơn. Hiệu quả của
phương pháp này phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc giữa pha khí và lỏng, thời gian tiếp
xúc, nồng độ môi trường hấp thụ và tốc độ phản ứng giữa chất hấp thụ và khí.
Hấp thụ được chia làm 2 loại là:
-

Hấp thụ vật lý: dựa trên sự hòa tan của cấu tử pha khí trong pha lỏng (tương tác vật

-

lý).
Hấp thụ hóa học: cấu tử trong pha khí và pha lỏng có phản ứng hóa học với nhau
(tương tác hóa học).

Q trình hấp thụ diễn ra qua 3 giai đoạn:

SVTH: Cao Thu Hằng

10

Lớp: MT 01- K60


Đồ án chuyên ngành

GVHD: TS.Trần Phương Hà

Giai đoạn 1: Phân tử chất ơ nhiễm thể khí trong khối khí thải khuếch tán đến bề mặt phân
giới giữa hai pha lỏng-khí.
Giai đoạn 2: Phân tử chất ơ nhiễm hịa tan xun qua mặt phân giới giữa hai pha đến pha
lỏng.
Giai đoạn 3: Phân tử chất ô nhiễm khuếch tán vào sâu trong lòng khối chất lỏng, tạo
“khoảng trống” cho các phân tử khí tiếp xúc hấp thụ vào pha lỏng
Hiện nay có các thiết bị dùng trong phương pháp hấp thụ như: tháp đệm, tháp đĩa, tháp
phun, thiết bị rửa khí

Áp dụng: Thu hồi cấu tử quý, làm sạch khí, tách hỗn hợp thành cấu tử riêng, …
⁕ Tháp đệm
Cấu tạo: Tháp đệm là thiết bị hấp thụ dùng lớp vật liệu đệm làm tăng khả năng tiếp xúc
với dịng khí. Dung dịch hấp thụ được tưới đều trên bề mặt lớp đệm là các vòng rachig,
vòng sứ, … thiết bị cịn có tên gọi là Scrubber.
Ngun lý: Dịng khí đi từ phần dưới thiết bị và chuyển động ngược chiều với dung dịch
hấp thụ, các phần khác tương tự tháp đĩa.

Hình 1.6: Tháp đệm
-

Ưu điểm:
SVTH: Cao Thu Hằng

11

Lớp: MT 01- K60


Đồ án chuyên ngành

-

GVHD: TS.Trần Phương Hà

 Có bề mặt tiếp xúc pha lớn, hiệu suất cao.
 Cấu tạo đơn giản.
 Trở lực trong tháp không lớn lắm.
 Giới hạn làm việc tương đối rộng.
Nhược điểm:

 Khó làm ướt đều đệm.
 Nếu tháp q cao thì chất lỏng khơng phân bố đều.
 Kém ổn định do sự phân bố các pha theo tiết diện tháp khơng đều.
 Tháp đệm khó chế tạo được kích thước lớn ở quy mơ cơng nghiệp.

Tháp đĩa:
Chất lỏng vào tháp ở đỉnh hoặc tại một mâm thích hợp và chảy xuống nhờ trong lực qua
mỗi mâm bằng ống chảy chuyền. Pha khí đi từ dưới lên qua mỗi mâm nhờ các khe hở do
cấu tạo của mâm tạo nên. Chất lỏng chảy từ trên xuống qua các ống chảy truyền. Khí đi
từ dưới lên qua các lỗ hoặc rãnh đĩa.
Đối với loại đĩa này người ta cho tháp làm việc ở chế độ dòng hoặc bọt

\
Hình 1.7: Tháp đĩa

SVTH: Cao Thu Hằng

12

Lớp: MT 01- K60


Đồ án chuyên ngành

GVHD: TS.Trần Phương Hà

⁕ Tháp phun:
Nguyên lý hoạt động: Các giọt dung dịch được phun từ các vịi vào khơng gian trong
tháp để tiếp xúc với khí xử lý. Sau khi tiếp xúc với khí các giọt dung dịch rơi xuống bể
chứa.

-

-

Ưu điểm:
 Cấu tạo đơn giản và giá thành thấp.
 Trợ lực thủy tĩnh không lớn
 Có thể làm sạch khí có nhiều bụi.
 Vịi phun cấu tạo đặc biệt có thể dùng tác nhân hấp thụ long phun tạo dạng lơ
lửng.
Nhược điểm
 Hiệu suất hấp thụ khơng cao
 Thể tích điền đầy chất lỏng phun bằng vịi thấp → hệ số thể tích và hệ số truyền
khối khơng lớn.
 Tốc độ của dịng khí ≤ 1m/s để tránh hiện tượng chất lỏng bị kéo theo dịng khí.
 Thiết bị hấp thụ rỗng khơng thích hợp khi mật độ tưới thấp, tiêu hao năng lượng

để phun chất lỏng tương đối cao, từ 0,3 đến 1 kWh/m3.
1.3.2.2. Phương pháp hấp phụ:
Nguyên lý: dựa trên sự phân ly khí bởi ái lực của một số chất rắn đối với một số
loại khí có mặt trong hỗn hợp khí, trong q trình đó các phân tử chất khí ơ nhiễm trong
khí thải bị giữ lại trên bề mặt của vật liệu rắn. Vật liệu rắn này được gọi là chất hấp phụ.
Hấp phụ được chia ra 2 loại bao gồm hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học.
-

Hấp phụ vật lý là loại hấp phụ gây ra do sự tương tác yếu giữa các phân tử, lực tương
tác là lực VanderWaals, khi hấp phụ sẽ hình thành nhiều lớp các phân tử chất bị hấp

-

phụ trên bề mặt chất hấp phụ.
Hấp phụ hóa học gây ra do tương tác hóa học mạnh hình thành liên kết hóa học giữa
bề mặt chất hấp phụ và các phần tử bị hấp phụ.

SVTH: Cao Thu Hằng

13

Lớp: MT 01- K60


Đồ án chuyên ngành

GVHD: TS.Trần Phương Hà

Áp dụng: trong quá trình khử ẩm, loại bỏ các chất gây mùi, hơi dung mơi. Chất
khí ơ nhiễm khơng cháy được hoặc khó đốt cháy. Chất khí cần khử có giá trị và cần thu
hồi hay các phương pháp khác không thể áp dụng được.
Các chất loại vật liệu hấp phụ: than hoạt tính, silicagen, alumogen, zeolite, …
1.3.2.3. Phương pháp thiêu đốt:
Phạm vi áp dụng: phương pháp này dùng khi mà quá trình sản xuất khơng thể tái sinh
hoặc thu hồi khí thải, xử lý hơi khí độc, chất hữu cơ độc hại có khả năng cháy được
Các phương pháp thiêu đốt:
Thiêu đốt bằng ngọn lửa trực tiếp trong khơng khí (khi khí ô nhiễm có chứa
hydrocacbon, …)
Thiêu đốt có buồng đốt (áp dụng cho mọi khí thải có chứa chất ơ nhiễm dạng khí, hơi,
sol khí)
Thiêu đốt có xúc tác (áp dụng khi khí phải đốt có nhiệt độ thấp, sạch và có nồng độ gần
vơi giới hạn bắt lửa)

SVTH: Cao Thu Hằng

14

Lớp: MT 01- K60


Đồ án chuyên ngành

GVHD: TS.Trần Phương Hà

CHƯƠNG 2 : ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2. Đối tượng nghiên cứu và phương pháp nghiên cứu
2.1.
Giới thiệu về làng nghề tái chế nhôm xã Văn Môn
Xã Văn Môn nằm ở phía tây nam của huyện Yên Phong, bên
bờ bắc sơng Ngũ Huyện Khê, có vị trí địa lý:
-

Phía bắc giáp xã n Phụ và thị trấn Chờ

-

Phía đơng giáp xã Đơng Thọ

-

Phía nam giáp thị xã Từ Sơn và thành phố Hà Nội

-

Phía tây giáp thành phố Hà Nội.

Hình 2.1: Sơ đồ vị trí địa lý làng nghề tái chế nhôm thôn Mẫn Xá, xã Văn Môn

-

Làng nghề tái chế nhôm thôn Mẫn Xá là một trong năm thôn thuộc xã Văn Môn.
Đây là một làng nghề truyền thống với các nghề chính: Cơ và đúc nhơm, tái chế
hợp kim nhơm, kẽm. Ngồi ra, ở đây cịn nhận dát mỏng kim loại, gia cơng cơ

-

khí, v.v.
Mẫn Xá là một làng nổi tiếng về nghề cô đúc nhôm của Bắc Ninh. Nghề này đã
góp phần khơng nhỏ trong việc giải quyết công ăn việc làm của người dân nơi
đây. Tuy nhiên nhiều năm nay, nhân dân trong thôn đã phải chịu đựng sự ơ
nhiễm nặng nề từ khói thải của các cơ sở sản xuất thủ công này.

SVTH: Cao Thu Hằng

15

Lớp: MT 01- K60


Đồ án chuyên ngành

GVHD: TS.Trần Phương Hà

2.2. Hoạt động sản xuất tại làng nghề
 Tình hình chung
-

Cùng với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, trong làng nghề tái chế nhơm thơn
Mẫn Xá hầu hết các hộ có máy móc sản xuất, đã giảm thiểu lớn thời gian và sức
lao động của người dân làng nghề, trong đó có những nhà có quy mơ sản xuất
rất lớn. Do đó, kinh tế người dân trong làng nghề ngày được nâng cao.

-

Tổng số hộ sản xuất trong làng là 340 hộ (số liệu năm 2013), trong đó có 200
nhà chuyên nấu các loại bã, chất thải nhà máy, 100 nhà chuyên nấu các loại
nhôm, 30 nhà chuyên nấu các loại kẽm, gang và 10 nhà làm đúc xoong.

-

Song song với sự phát triển của làng nghề là sự gia tăng ô nhiễm môi trường.
Nguyên nhân chủ yếu là việc rác thải của các hộ làm nghề cô bã nhôm, v.v. đổ
bừa bãi ra môi trường, nước thải của các hộ làm nghề không được quy hoạch
vào khu tập trung để xử lý mà đổ trực tiếp ra các lịng sơng, ao hồ, mương
máng; Các hộ đúc, cô phế liệu chưa xây dựng ống khói đạt tiêu chuẩn, đã làm
ảnh hưởng rất lớn tới sức khoẻ của nhân dân trong làng

-

Hiện tại, hầu hết các ao hồ trong làng đã bị lấp do lượng bã thải thải ra một ngày
quá lớn và khơng có bãi rác tập trung.

-

-

-

Hiện nay làng nghề Mẫn Xá chưa có nguồn nước máy để dùng, người dân khoan
giếng lấy nước ngầm để sinh hoạt. Nhưng do bã thải sau cô đúc nhôm bị đổ thải
bừa bãi ra ao hồ trong làng, lâu ngày nước mưa thấm xuống khiến mạch nước
ngầm bị ô nhiễm nặng, nên việc sử dụng 100% nguồn nước ngầm ở làng nghề là
hết sức nguy hiểm, tiềm ẩn nguy cơ đối với sức khỏe.
Hiện tại, thơn Mẫn Xá có 01 bãi chứa tạm thời chất thải rắn sinh hoạt, tuy nhiên
bãi chứa này đã quá đầy, chất thải bị đổ tràn ra ngoài. Chất thải rắn sản xuất thì
bị vứt, đổ bừa bãi ở ngồi ruộng, trong vườn nhà, ngõ xóm, những bãi đất trống,
v.v. mà chưa có các biện pháp thu gom, xử lý tập trung, làm mất mỹ quan khu
vực, gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng và ảnh hưởng đến sức khỏe người
dân. Đã xuất hiện nhiều khu vực tập trung rác tự phát, những điểm tập trung này
rác đã được chất thành ụ cao. Tình trạng ơ nhiễm mơi trường ngày càng nghiêm
trọng hơn do rác bị phát tán bởi gió, chuột, ruồi muỗi, khi trời mưa, nồm mùi hơi
thối càng nồng nặc và lan rộng.
Tại khu vực lò nung của các hộ gia đình, hàm lượng bụi (bụi than, bụi kim loại)
và hàm lượng các khí thải đều cao hơn tiêu chuẩn cho phép rất nhiều lần. Để tạo
ra được 2 tạ nhơm nóng chảy phải cần thời gian ít nhất là 1 tiếng và cần đến
khoảng 0,4 tạ than cám. Lò nung thường nằm ngay cạnh khu nhà ở. Trong
những năm gần đây, các hộ gia đình nhơm đều đầu tư xây dựng ống khói với
chiều cao khoảng 5 – 10m nhưng hầu như chưa có hệ thống xử lý khí thải từ lị

SVTH: Cao Thu Hằng

16

Lớp: MT 01- K60


Đồ án chuyên ngành

-

GVHD: TS.Trần Phương Hà

nung khi phát tán ra mơi trường, ống khói chỉ có tác dụng đưa khí thải lên trên
cao. Do vậy, khu vực xung quanh lị nung bị ơ nhiễm nghiêm trọng
Ơ nhiễm mơi trường đã và đang ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe người dân
trong làng nghề. Do đặc thù làng nghề, toàn bộ số cơ sở sản xuất nằm xen kẽ
trong khu dân cư, các xưởng sản xuất nằm tại các hộ gia đình. Các chất thải
trong quá trình sản xuất đã làm ơ nhiễm nguồn nước, đất, khơng khí, gây tiếng
ồn, v.v. Sản xuất trong làng nghề có cường độ cao, làm việc trong mơi trường
nhiều hóa chất độc hại nên dễ mắc các bệnh như: bệnh lao lực, lao phổi, ù tai,
giảm trí nhớ. Đường giao thơng nhanh chóng bị xuống cấp do lượng xe vận
chuyển hàng hóa nhiều. Những hoạt động này khơng chỉ ảnh hưởng đến chính
thơn Mẫn Xá mà cịn ảnh hưởng sang các thơn lân cận.

Hình 2.2: Một hộ tái chế nhôm, phế liệu mua về khơng có kho lưu giữ mà để xung
quanh nhà

SVTH: Cao Thu Hằng

17

Lớp: MT 01- K60

Đồ án chun ngành

GVHD: TS.Trần Phương Hà

Hình 2.3: Xỉ nhơm bị thải bỏ trên đường làng

Hình 2.3: Xỉ nhơm đổ bừa bãi trên đường làng
 Qui mô sản xuất
SVTH: Cao Thu Hằng

18

Lớp: MT 01- K60


Đồ án chuyên ngành

GVHD: TS.Trần Phương Hà

Hiện nay , hoạt động chủ yếu của làng nghề là đúc nhôm . Cả xã hiện có khoảng
450 hộ làm nghề cơ đúc nhơm ( có trên 100 hộ sản xuất lớn ) , ngồi ra cịn có 236 hộ
chun thu gom phế liệu.
 Các loại hình sản xuất
Loại hình sản xuất
Đúc xoong
Nấu các loại nhôm

Nấu các loại bã, chất thải
nhà máy

Nguyên liệu sử dụng
Phôi nhôm
vỏ lon bia, xoong nồi cũ, dây
điện, phụ tùng máy móc,
vành xe hỏng, khung nhơm
kính
Bã, chất thải rắn chứa nhôm
của các nhà máy

Sản phẩm đi kèm
Xoong, nồi
Phôi nhôm

Phôi nhôm

2.3. Hoạt động cô đúc nhôm phế liệu

Thuyết minh quy trình cơ đúc phế liệu nhơm
SVTH: Cao Thu Hằng

19

Lớp: MT 01- K60


Đồ án chuyên ngành

-

GVHD: TS.Trần Phương Hà

Phế liệu nhôm gồm các vật liệu, đồ dùng bằng nhơm khơng cịn sử dụng, được người thu
mua về bán lại cho các hộ sản xuất trong thơn, các loại bã thải có chứa nhôm của các nhà
máy sản xuất. Phế liệu này sau khi được mua về sẽ được phân loại theo ba loại: tốt, trung
bình và xấu. Sau đó phế liệu nhơm sẽ được sơ chế bằng cách nghiền, nhặt bỏ rác và các
kim loại khác. Tiếp theo phế liệu nhôm được đưa vào lị nung trong khoảng 2- 5 tiếng,
nhơm nóng chảy được rót vào khn theo hình dáng tùy theo nhu cầu của khách hàng.
Cuối cùng, phôi nhôm được lấy ra từ khuôn sau khi đã làm nguội.

-

Bã nhôm thải ra từ q trình sản xuất nhơm ban đầu và từ các hoạt động tái chế được tiếp
tục sử dụng để nấu chảy cơ đúc phơi nhơm

Hình 2 4: Quy trình cơ đúc nhơm phế liệu
2.4. Phương pháp nghiên cứu
 Phương pháp kế thừa
-

Kế thừa các tài liệu và kết quả nghiên cứu đã công bố từ các nguồn tài liệu
liên quan tới đề tài, các kết quả từ báo cáo của các cơ quan liên quan tại khu
vực nghiên cứu ;
 Phương pháp thu thập, tổng hợp và phân tích số liệu

-

Thu thập , tổng hợp và phân tích các số liệu có sẵn ở từ các nguồn tài liệu liên
quan tới đề tài, các kết quả từ báo cáo của các cơ quan liên quan tại khu vực

SVTH: Cao Thu Hằng

20

Lớp: MT 01- K60


Đồ án chuyên ngành

GVHD: TS.Trần Phương Hà

nghiên cứu ;

SVTH: Cao Thu Hằng

21

Lớp: MT 01- K60


Đồ án chuyên ngành

GVHD: TS.Trần Phương Hà

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Các dịng thải từ quy trình cơ đúc nhơm
 Nước thải
Nước thải của q trình này chủ yếu nước để làm mát và vệ sinh máy móc
thiết bị nên không phải vấn đề đáng lo ngại.
 Chất thải rắn

Rác thải từ quá trình này bao gồm xỉ nhôm, than xỉ, tạp chất lẫn trong nguyên
vật liệu, phế liệu, được tập trung thành đống và không được xử lí.
 Khí thải
Đây là vấn đề chủ yếu trong quy trình sản xuất này.
Q trình cơ đúc nhơm phát thải tạo ra dịng khói bụi lớn có nhiệt độ
tương
o
đối cao khoảng 500-700 C. Do nấu ở nhiệt độ cao nên thành phần khói bụi cịn lẫn 1
phần bụi oxit nhơm (Al2O3 ). Ngồi ra trong khói bụi cịn chứa các khí CO, NO2, SO2,
và hơi kim loại như Mg, Pb, Si…, do các phản ứng cháy tạo thành và thành phần nguyên
liệu nhôm đầu vào. Người lao động luôn phải tiếp xúc với nhơm và bụi nhơm gây viêm
vịm họng và đường hô hấp, tai mũi họng, thần kinh đặc biệt là bệnh ung thư.
Do trong quá trình sản xuất này khí thải là vấn đề đáng lo ngại nhất nên trong
phạm vi đồ án này em chỉ tập trung đánh giá dịng khí thải cũng như biện pháp xử lí
chúng.
3.2. Đặc tính dịng khí thải
 Bảng 3.1: Bảng nồng độ các thành phần khói bụi phát sinh từ quá trình
nấu nhơm
stt

1
3
5
6
9

Thơng số

Tổng bụi
CO

SO2
NOx
Bụi Al2O3
-

Nồng độ

1000
850
1500
1200
-

Đơn vị

Mg/Nm3
Mg/Nm3
Mg/Nm3
Mg/Nm3
Mg/Nm3

QCVN
19:2009/BTNMT
Cột A
400
1000
1500
1000
-

Cột B
200
1000
750
850
-

Ghi chú:
Kết quả được quy về điều kiện (25oC, 760 mmHg).
Ký hiệu (-): Không quy định;

SVTH: Cao Thu Hằng

22

Lớp: MT 01- K60


Đồ án chuyên ngành

GVHD: TS.Trần Phương Hà

- QCVN 19:2009/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khí thải cơng
nghiệp đối với bụi và các chất vô cơ ( cột B)
- Ta thấy mơi trường khơng khí tại làng nghề tái chế nhôm Văn Môn đang bị ô nhiễm
nghiêm trọng: nồng độ của tổng bụi tại khu vực sản xuất vượt quá tiêu chuẩn cho
phép 5 lần; nồng độ của CO không vượt quá tiêu chuẩn cho phép, SO2 vượt quá tiêu
chuẩn cho phép 2 lần, NOx vượt quá tiêu chuẩn cho phép 1.5 lần, theo QCVN
19:2009/BTNMT. Lò nung thường nằm ngay cạnh khu nhà ở. Trong những năm gần
đây, các hộ gia đình nhơm đều đầu tư xây dựng ống khói với chiều cao khoảng 5 –

10m nhưng hầu như chưa có hệ thống xử lý khí thải từ lị nung khi phát tán ra mơi
trường, ống khói chỉ có tác dụng đưa khí thải lên trên cao. Do vậy, khu vực xung
quanh lị nung bị ơ nhiễm nghiêm trọng. Khơng gian sản xuất tại các hộ gia đình nhỏ
lẻ, chật hẹp kết hợp với việc chưa có hệ thống xử lý khí thải từ lị đúc đã ảnh hưởng
rất lớn đến môi trường sinh sống của người dân tại làng nghề nên cần phải có các hệ
thống để xử khí thải phát sinh.

Hình 3.1: Ống khói của một cơ sở đúc nhôm thôn Mẫn Xá

SVTH: Cao Thu Hằng

23

Lớp: MT 01- K60


Đồ án chuyên ngành

GVHD: TS.Trần Phương Hà

3.3. Đề xuất và thuyết minh công nghệ xử lý
Việc lựa chọn phương pháp tối ưu là một vấn đề hết sức quan trọng trong việc giải
quyết ơ nhiễm mơi trường khơng khí. Làm thế nào vừa giảm được nồng độ bụi xuống
mức đạt tiêu chuẩn cho phép, mà lại vừa có hiệu quả kinh tế cao, phù hợp với điều kiện
của nhà máy.
Phương pháp lựa chọn sẽ dựa trên những nguyên tắc cơ bản sau:
-

Thiết bị phù hợp với thành phần, nồng độ và tính chất của bụi
Hiệu quả đạt yêu cầu. Dễ dàng lắp đặt, thi công.

Đạt yêu cầu về mặt kinh tế trong giai đoạn hiện nay.
Phù hợp với các yêu cầu khách quan khác.
Phạm vi sử dụng hợp lý của thiết bị xử lý khí thải phụ thuộc nhiều yếu tố như: áp

-

suất, nhiệt độ khí thải, nồng độ ban đầu, điều kiện vận hành.
Các phương pháp xử lý bụi ngành tái chế nhôm, ta đề xuất dây chuyền công nghệ
như sau:

SVTH: Cao Thu Hằng

24

Lớp: MT 01- K60


Đồ án chun ngành

GVHD: TS.Trần Phương Hà

Hình 3.2: Cơng nghệ xử lí bụi, khí thải trong q trình tái chế nhơm
 Thuyết minh cơng nghệ
Xử lí bụi trong q trình tái chế nhơm

- Bụi phát sinh từ q trình luyện nhôm sẽ được thu gom bằng hệ thống chụp hút vào hệ

-

thống đường dẫn qua hệ thống giải nhiệt rồi đưa qua hệ thống cyclone thu bụi nhằm tách

bụi thô có kích thước > 75 µm ( luồng khí chứa bụi đi vào thân của Cyclon theo phương
tiếp tuyến với thân Cyclon ở phần trên rồi xoáy xuống dần gặp phần ống hình phễu. Quạt
hút giúp cho bụi đi theo chiều xoắn ốc. Bụi dưới tác dụng của lực ly tâm nên bị văng vào
thành Cyclon và dần mất vận tốc rơi xuống đáy Cyclon) , hiệu suất lọc bụi của cyclone là
50-60%, sau đó dịng bụi và khí thải tiếp tục đi qua hệ thống quạt hút ly tâm để vào tháp
hấp phụ.
Dịng khí sau khi được loại bỏ bụi tiếp tục đi vào tháp hấp thụ dạng đệm để xử lí các
thành phần khí cịn lại. Chất lỏng hấp thụ ở đây được sử dụng là NaOH. Khí thải đi từ
SVTH: Cao Thu Hằng

25

Lớp: MT 01- K60