Nghiên Cứu Đề Xuất Công Nghệ Xử Lý Khí Thải Cho Công Ty Tnhh Thép Trung Nguyên Tỉnh Bình Thuận.pdf

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM
-----o0o-----

TRẦN NGUYỄN ĐỨC HIỀN

NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ
XỬ LÝ KHÍ THẢI CHO CƠNG TY TNHH THÉP
TRUNG NGUN TỈNH BÌNH THUẬN

LUẬN VĂN THẠC SĨ
Chuyên ngành: Kỹ Thuật Môi Trường
Mã số: 60520320

Tp.Hồ Chí Minh, tháng 05 năm 2016


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM
-----o0o-----

TRẦN NGUYỄN ĐỨC HIỀN

NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ
XỬ LÝ KHÍ THẢI CHO CƠNG TY TNHH THÉP
TRUNG NGUN TỈNH BÌNH THUẬN

LUẬN VĂN THẠC SĨ
Chuyên ngành: Kỹ Thuật Môi Trường
Mã số: 60520320

HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. NCVCC NGUYỄN QUỐC BÌNH


CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ TP.HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS. NCVCC Nguyễn Quốc Bình

Luận văn Thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Công nghệ TP. HCM ngày 04 tháng
06 năm 2016
Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm:
TT
1

Họ và tên
GS.TS. Hoàng Hưng

Chức danh Hội Đồng

2

PGS.TS. Phạm Hồng Nhật

Phản biện 1

3

PGS.TS. Huỳnh Phú

Phản biện 2

4

TS. Nguyễn Quốc Dũng

Ủy viên

5

TS. Nguyễn Hoài Hương

Ủy viên, Thư ký

Chủ tịch

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận sau khi Luận văn đã được sửa
chữa (nếu có).

Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV

GS. TS. Hoàng Hưng


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ TP. HCM

CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

PHÒNG QLKH - ĐTSĐH

TP. HCM, ngày..… tháng….. năm 2016

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên:

Trần Nguyễn Đức Hiền

Giới tính: Nữ

Ngày, tháng, năm sinh:

26/12/1989

Nơi sinh: Bình Định

Chun ngành:

Kỹ Thuật Môi Trường

MSHV: 1341810033

I- Tên đề tài:
“Nghiên cứu đề xuất công nghệ xử lý khí thải cho Cơng ty TNHH Thép Trung
Nguyên tỉnh Bình Thuận”
II- Nhiệm vụ và nội dung:
1. Tổng quan tài liệu liên quan đến đề tài nghiên cứu.
2. Khảo sát hiện trạng và đánh giá hiện trạng môi trường khơng khí Cơng ty TNHH
Thép Trung Ngun.
3. Đề xuất cơng nghệ xử lý khí thải phù hợp nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

4. Đề xuất các biện pháp kiểm sốt mơi trường khơng khí.
III- Ngày giao nhiệm vụ: 08/03/2015
IV- Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 04/05/2015
V- Cán bộ hướng dẫn: TS. NCVCC Nguyễn Quốc Bình
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
(Họ tên và chữ ký)

KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH
(Họ tên và chữ ký)


i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận văn tốt nghiệp “Nghiên cứu đề xuất cơng nghệ xử lý
khí thải cho Cơng ty TNHH Thép Trung Ngun tỉnh Bình Thuận” là cơng trình
nghiên cứu của riêng tác giả với sự hướng dẫn từ TS. NCVCC Nguyễn Quốc Bình.
Các số liệu thực hiện cho việc phân tích, đánh giá, nhận xét, kết luận trong Luận
văn này từ quá trình khảo sát, đo đạc và thực nghiệm tại hiện trường do tác giả và
nhóm cộng tác thực hiện. Kết quả nêu trong Luận văn là trung thực và chưa từng
được ai công bố trong bất kỳ cơng trình nào khác.
Tơi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện Luận văn này đã
được cảm ơn và các thơng tin trích dẫn trong Luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc.
Học viên thực hiện Luận văn

Trần Nguyễn Đức Hiền


ii

LỜI CÁM ƠN
Tôi xin chân thành cám ơn thầy TS. Nguyễn Quốc Bình. Thầy đã hướng dẫn
tận tình, sắp xếp thời gian để hướng dẫn, giúp định hình nghiên cứu và đồng thời
cung cấp những kiến thức, tài liệu và kinh nghiệm thực tế quý giá trong suốt quá
trình thực hiện luận văn.
Tôi xin cám ơn Anh, Chị của Viện Kỹ Thuật Nhiệt Đới và Bảo Vệ Môi
Trường đã giúp đỡ tơi rất nhiều trong q trình khảo sát, đo đạc và thí nghiệm.
Tơi xin cám ơn các Thầy, Cơ tại Trường Đại Học Cơng Nghệ Thành Phố Hồ
Chí Minh đã truyền đạt những kiến thức quý báu, trong suốt q trình Tơi học tập
tại Trường.
Cám ơn Cơng ty TNHH Thép Trung Nguyên đã nhiệt tình ủng hộ, giúp đỡ,
cung cấp tài liệu cho Tôi thực hiện luận văn.
Cuối cùng, Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn đến gia đình, bạn bè đã ủng hộ và
động viên Tôi trong suốt q trình học tập.
Mặc dù, Tơi đã cố gắn hết sức trong suốt q trình hồn thiện luận văn nhưng
cũng khơng thể tránh khỏi thiếu sót đáng tiếc. Vì vậy, tơi rất mong nhận được ý kiến
đóng góp của q Thầy, Cơ và bạn bè để Luận văn được hồn chỉnh hơn.
Xin chân hành cảm ơn!
Học Viên

Trần Nguyễn Đức Hiền


iii

TĨM TẮT LUẬN VĂN
Đề tài “Nghiên cứu đề xuất cơng nghệ xử lý khí thải cho Cơng ty TNHH
Thép Trung Nguyên tỉnh Bình Thuận” căn cứ theo thực tế gây ô nhiễm môi trường
không khí của nhà máy sản xuất tôn mạ kẽm thuộc Công ty TNHH Thép Trung
Nguyên ở Bình Thuận.

Đề tài đã thực hiện khảo sát hiện trạng môi trường của Công ty thông qua
việc thu thập số liệu, đo đạc, phân tích chất lượng khí thải tại 3 khu vực ô nhiễm
trong nhà máy. Ban đầu nhận thấy có 3 nguồn gây ơ nhiễm khí thải chính từ bể tẩy
rửa, bể mạ và lò cấp nhiệt cho bể mạ.
Kết quả khảo sát cho thấy nhà máy đã xây dựng 1 hệ thống xử lý khí thải từ
bể tẩy rửa và bể mạ, hệ thống đang hoạt động hiệu quả. Khí thải từ lị cấp nhiệt cho
bể mạ dùng dầu FO sau nhiều lần sửa đổi công nghệ và ngun liệu khơng thành
cơng thì hiện tại đang xả thẳng ra môi trường và không qua xử lý. Với nồng độ bụi
từ 379 – 383 mg/Nm3 cao hơn quy chuẩn gấp 2 lần, nồng độ SO2 từ 3150 – 3217
mg/Nm3 cao gấp 6,4 lần so với quy chuẩn cho phép QCVN 19:2009/BTNMT, tất cả
các thông số khác đều đạt quy chuẩn cho phép.
Đề tài đã phân tích và đánh giá hiệu quả của hệ thống xử lý đang hoạt động,
xác định đâu là nguyên nhân gây ra các vụ kiện tụng và đơn thư tố cáo của người
dân sống xung quanh Cơng ty. Từ đó, đề xuất ra biện pháp cải tạo lại hệ thống xử lý
khí thải cho khu vực bể tẩy rửa và bể mạ. Từ kết quả phân tích khí thải ở lị cấp
nhiệt, đề xuất cơng nghệ xử lý khí thải phù hợp nhất về mặt kỹ thuật và kinh tế cho
khu vực này. Áp dụng các phương pháp xử lý đơn giản cho hoạt động sản xuất tôn
mạ kẽm đang được áp dụng rộng rãi ở nước ta.
Kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở khoa học giúp cho Ban lãnh đạo của
Cơng ty xác định cơng nghệ xử lý khí thải phù hợp nhất nhằm cải thiện vấn đề môi
trường không khí hiện tại và trong tương lai nếu cơng ty chuyển đến vị trí mới.


iv

ABSTRACT
The object “Research and proposed technology treatment emissions for
Trung Nguyen Steel company in Binh Thuan province” which is based on the
actual air pollution of factory galvanizing of Trung Nguyen Steel Company in Binh
Thuan Province.

The project has surveyed the current status environment of the company by
data collection, measurement and quality analysis emissions at three regional
pollution in the factory. The first, there have three source of pollution emissions
from the pool pickling, galvanizing bath and heating of galvanizing bath.
The survey results showed that: the company was built one system treatment
exhaust for pool pickling and galvanizing bath, system was operating effectively.
Emissions from heating of galvanizing bath used FO oil, after changed technology
treatment and materials used fails, currently it is discharged into the environment
without treatment. With concentration dust from 379 – 383 mg/Nm3 higher 2 times
regulations, concentration SO2 from 3150 – 3217 mg/Nm3 higher 6.4 times standards
QCVN 19:2009/BTNMT, all other parameters get up the allowable standards.
The research was analysed and the effectiveness evaluated of the treatment
system was working. Determine which is the cause of lawsuits and denunciations of
the people living around the company. Propose the measures renovation of system
exhaust treatment for the pool pickling, galvanizing bath. From analysis results
emissions in the heating of galvanizing bath, proposed technology emission treatment
to best suited technically and economically for the area. Application of the methods
simple for the production galvanizing being widely applied in our country.


v

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU
I.

TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI ......................................................................... 1

II.

MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU .................................................................................. 2

III.

NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .................................................................................. 2

IV.

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......................................................................... 3

V.

ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU....................................................... 6

VI.

Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN ............................................................ 6

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1.

Tổng quan cơng nghệ mạ kẽm nhúng nóng ........................................................... 7

1.2.

Một số nghiên cứu về ảnh hưởng sản xuất tơn mạ kẽm đến mơi trường ............... 9

1.2.1. Tình hình nghiên cứu về mơi trường ở nước ngồi đối với sản xuất tơn mạ kẽm . 9
1.2.2. Tình hình nghiên cứu trong nước ........................................................................ 11
1.3.

Ơ nhiễm mơi trường từ hoạt động sản xuất tôn mạ kẽm ..................................... 12

1.4.

Tổng quan công nghệ xử lý khí thải .................................................................... 14

1.4.1. Phương pháp xử lý bụi đã áp dụng của một số công ty sản xuất tôn mạ. ............ 14
1.4.2. Hấp thụ, hấp phụ .................................................................................................. 16
1.4.3. Công nghệ xử lý một số chất điển hình .............................................................. 21
1.5.

Độc tính của hóa chất sử dụng ............................................................................. 28

CHƯƠNG 2: HIỆN TRẠNG MƠI TRƯỜNG KHƠNG KHÍ Ở CƠNG TY TNHH
THÉP TRUNG NGUYÊN
2.1.

Công ty TNHH Thép Trung nguyên .................................................................... 31

2.2.

Công nghệ sản xuất tôn mạ kẽm của Công ty...................................................... 32

2.2.1. Quy trình cơng nghệ sản xuất .............................................................................. 32
2.2.2. Nhu cầu về nguyên liệu và nhiên liệu ................................................................. 35
2.3.

Khảo sát hiện trạng môi trường của Công ty ....................................................... 36

2.3.1. Hiện trạng phát sinh và quản lý nước thải ........................................................... 37
2.3.2. Hiện trạng phát sinh và quản lý chất thải rắn. ..................................................... 38
2.4.

Hiện trạng phát sinh và quản lý khí thải .............................................................. 40

2.4.1. Hiện trạng phát sinh khí thải ................................................................................ 40


vi

2.4.2. Hiện trạng hệ thống xử lý khí thải ....................................................................... 41
2.5.

Phương pháp lấy mẫu và phân tích khí thải ......................................................... 44

2.5.1. Chuẩn bị thực hiện đo khí .................................................................................... 44
2.5.2. Phương pháp phân tích và thiết bị thu mẫu ......................................................... 45
2.6.

Kết quả phân tích mơi trường khơng khí tại Cơng ty. ......................................... 46

2.6.1. Kết quả khảo sát các yếu tố vi khí hậu, độ ồn trong khu vực nhà máy ............... 46
2.6.2. Kết quả phân tích khơng khí xung quanh nhà xưởng .......................................... 47
2.6.3. Kết quả phân tích khơng khí khu vực làm việc nhà xưởng ................................. 48
2.6.4. Kết quả phân tích khí thải sản xuất ...................................................................... 49
2.6.5. Nhận xét .............................................................................................................. 50
2.7.

Đánh giá hệ thống xử lý khí thải đang hoạt động ................................................ 52

2.7.1. Đánh giá hệ thống xử lý khí thải tại bể mạ và bể tẩy .......................................... 52
2.7.2. Đánh giá hệ thống xử lý khí cho cơng đoạn đốt dầu để lấy nhiệt cấp cho chảo mạ
............................................................................................................................. 53

CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CƠNG NGHỆ XỬ LÝ KHÍ THẢI
3.1.

Cơ sở lựa chọn cơng nghệ tính tốn thiết kế........................................................ 54

3.2.

Phân tích lựa chọn cơng nghệ xử lý khí thải........................................................ 54

3.2.1. Nguyên tắc lựa chọn công nghệ ........................................................................... 54
3.2.2. Phương pháp xử lý khí thải .................................................................................. 55
3.2.3. Thiết bị hấp thụ .................................................................................................... 55
3.2.4. Dung dịch hấp thụ ................................................................................................ 57
3.2.5. Vật liệu xây dựng hệ thống .................................................................................. 58
3.3.

Đề xuất cơng nghệ thích hợp để xử lý khí thải. .................................................. 59

3.3.1. Cải tiến hệ thống xử lý khí thải cho nguồn (A) ................................................... 60
3.3.2. Đề xuất cơng nghệ xử lý khí thải lị cấp nhiệt nguồn (B) .................................... 61
3.3.3. Đề xuất hệ thống xử lý khí thải nguồn (C) .......................................................... 62
3.4.

Tính tốn cơng nghệ xử lý ................................................................................... 64

3.4.1. Bộ trao đổi nhiệt ống chùm.................................................................................. 64
3.4.2. Cyclon khô ........................................................................................................... 64
3.4.3. Tháp hấp thụ ........................................................................................................ 65
3.5.

Phân tích khả năng áp dụng hệ thống xử lý khí thải ........................................... 71


vii

3.5.1. Phân tích hiệu quả xử lý ...................................................................................... 71
3.5.2. Dự tính chi phí đầu tư cơng nghệ......................................................................... 72

CHƯƠNG 4: ĐỀ XUẤT CÁC BIỆN PHÁP KIỂM SỐT MƠI TRƯỜNG
KHƠNG KHÍ
4.1.

Đề xuất các giải pháp sản xuất sạch hơn cho Công ty TNHH Thép Trung
Ngun ................................................................................................................. 75

4.2.

Kiểm sốt q trình đốt nhiên liệu ....................................................................... 77

4.3.

Giải pháp về tổ chức quản lý và vận hành thiết bị .............................................. 78

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................................... 80
TÀI LIỆU THAM KHẢO

viii

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Biểu diễn nồng độ phản ứng Pb với lưu huỳnh và silic trong quá trình cháy .. 27
Hình 2.1: Sơ đồ cơng nghệ và dịng thải phát sinh ........................................................... 33
Hình 2.2: Sơ đồ hệ thống thu gom, xử lý nước thải ......................................................... 38
Hình 2.3: Sơ đồ hệ thống thu gom, xử lý khí thải ............................................................ 42
Hình 2.4: Sơ đồ hệ thống thu gom khí thải tại lị cấp nhiệt .............................................. 43
Hình 3.1: Sơ đồ cơng nghệ xử lý khí thải lị cấp nhiệt ..................................................... 62
Hình 3.2: Sơ đồ cơng nghệ xử lý khí thải ......................................................................... 63
Hình 3.3: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi nồng độ chất ơ nhiễm sau khi bố trí hệ thống xử
lý khí thải của nguồn chung ............................................................................. 71
Hình 3.4: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi nồng độ chất ô nhiễm sau khi bố trí hệ thống xử
lý khí thải của nguồn B ..................................................................................... 72


ix

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1: Phương pháp phân tích và thiết bị thu mẫu khí thải ............................................. 4
Bảng 1.1: Vật liệu đầu vào và phát thải của quá trình mạ kẽm ....................................... 14
Bảng 1.2: Phương pháp xử lý bụi .................................................................................... 14
Bảng 1.3: Chất hấp thụ điển hình ................................................................................... 18
Bảng 2.1: Nhu cầu nguyên liệu và nhiên liệu ................................................................. 38
Bảng 2.2: Ký hiệu vị trí lấy mẫu...................................................................................... 45
Bảng 2.3: Kết quả khảo sát các yếu tố vi khí hậu, độ ồn ................................................ 46
Bảng 2.4: Kết quả phân tích khơng khí xung quanh nhà xưởng...................................... 47
Bảng 2.5: Kết quả phân tích khơng khí khu vực làm việc ............................................... 48

Bảng 2.6: Kết quả phân tích khí thải tại hệ thống xử lý khí thải ..................................... 49
Bảng 2.7: Kết quả phân tích khí thải tại lị cấp nhiệt ...................................................... 50
Bảng 3.1: Kết quả phân tích khí thải tại hệ thống xử lý khí thải ..................................... 54
Bảng 3.2: Tổng hợp kết quả tính tốn ............................................................................. 70
Bảng 3.3: Dự tính kinh phí cho thiết bị trao đổi nhiệt .................................................... 73
Bảng 3.4: Dự tính kinh phí cho tháp hấp thụ .................................................................. 73
Bảng 3.5: Dự tính kinh phí cho thiết bị phụ trợ .............................................................. 73


x

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
STT

CHỮ VIẾT TẮT

NỘI DUNG VIẾT TẮT

1

ASTM

American Society for Testing and Materials: Hiệp Hội Vật
Liệu và Thử Nghiệm Koa Kỳ

2

BTNMT

Bộ Tài Nguyên Môi Trường

3

BYT

Bộ Y Tế

4

CSAG

Canadian Standards Association: Hiệp Hội Tiêu Chuẩn
Canada

5

CSSX

Cơ sở sản xuất

6

EUROFER

The European Steel Association: Tổ chức Thép Châu Âu

7

HTXLKT

Hệ thống xử lý khí thải

8

ISO

International Organization for Standardization: Tổ chức
Tiêu chuẩn hoá Quốc Tế

9

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

10

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

11

TCVS

Tiêu chuẩn vệ sinh

12

TNHH

Trách nhiệm hữu hạn

13

TT

Thông tư

14

SXSH

Sản xuất sạch hơn


1

MỞ ĐẦU
I.

TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Ơ nhiễm mơi trường khơng khí nói riêng và mơi trường nói chung đang là vấn
đề bức xúc hiện nay của xã hội, phát triển kinh tế luôn kéo theo gây ô nhiễm môi
trường. Do vậy để phát triển bền vững, việc xử lý khơng khí đã bị ơ nhiễm, bảo vệ
mơi trường là điều tất yếu cần phải thực hiện ở bất kỳ quốc gia nào.
Thực tế ở Việt Nam, doanh nghiệp đã đầu tư khá nhiều kinh phí cho cơng tác
bảo vệ mơi trường. Tuy nhiên một thực trạng mang tính đặc thù hiện nay ở nước ta
là các doanh nghiệp vừa và nhỏ khá nhiều, nguồn vốn và quy mô nhỏ, do vậy việc

đầu tư các cơng trình xử lý mơi trường là rất khó khăn. Từ đó dẫn đến hiện tượng
các doanh nghiệp đầu tư rất ít kinh phí cho các cơng trình xử lý mơi trường hoặc có
đầu tư xây dựng nhưng không vận hành hoặc vận hành gián đọan mang tính đối
phó. Bên cạnh đó, giá thành thiết bị khá cao chưa phù hợp với kinh phí hiện có của
doanh nghiệp. Đây cũng là nguyên nhân dẫn đến việc các đơn vị tư vấn không thể
lựa chọn được các công nghệ, thiết bị phù hợp vừa rẻ tiền nhưng lại phải đảm bảo
điều kiện kỹ thuật là xử lý đạt yêu cầu theo quy chuẩn cho phép.
Xử lý khí thải các nguồn gây ơ nhiễm khơng khí là một trong các nhiệm vụ quan
trọng trong công tác bảo vệ môi trường trong giai đọan hiện nay. Tầm quan trọng
của nó cũng giống như xử lý ơ nhiễm mơi trường do nước thải, chất thải rắn và chất
thải nguy hại. Nghiên cứu để tìm ra các cơng nghệ xử lý phù hợp với điều kiện Việt
Nam có nền cơng nghiệp đa phần có quy mơ vừa và nhỏ, kinh phí đầu tư ban đầu
của các doanh nghiệp khá khiêm tốn là công việc hết sức cần thiết và cấp bách
nhằm giảm thiểu các chất ơ nhiễm khơng khí, góp phần bảo vệ mơi trường.
Ơ nhiễm mơi trường nói chung và ơ nhiễm mơi trường khơng khí nói riêng từ
các nhà máy tôn mạ kẽm trong thời gian vừa qua là vấn đề gây nhức nhói với nhiều
địa phương. Đã có nhiều đơn thư khiếu nại của người dân với các nhà máy tôn mạ
kẽm như nhà máy tôn mạ kẽm của Công ty TNHH Posvina, Công ty TNHH Phương


2

Khanh…Thậm chí có nhà máy bị dân biểu tình u cầu ngừng sản xuất như nhà
máy tôn mạ kẽm ở Thái Bình.
Một thời gian dài, Nhà máy sản xuất tơn mạ kẽm của Công ty TNHH Thép
Trung Nguyên được liệt vào điểm nóng, gây bức xúc về ơ nhiễm mơi trường khơng
khí của tỉnh Bình Thuận, cũng đã có những đơn thư khiếu nại, bức xúc của người
dân xung quanh nhà máy buộc các cơ quan chức năng của tỉnh phải vào cuộc giải
quyết. Mặc dù nhà máy đã có những đầu tư nhất định cho công tác xử lý môi
trường, cải tiến công nghệ mạ kẽm. Tuy nhiên vấn đề ơ nhiễm vẫn cịn, ngun

nhân được xác định là do hoạt động nhà máy không ổn định, thường xuyên bị gián
đoạn, trong khi đó q trình cải tạo, nâng cấp hệ thống xử lý chất thải thường xảy ra
sự cố, nhất là tại bể mạ kẽm có nguy cơ hỏng máy…Do vậy, các sự cố gây ô nhiễm
môi trường, ảnh hưởng khu vực dân cư xung quanh là điều không tránh khỏi, nhất
là khu dân cư Hàm Liêm gần kề Khu công nghiệp Phan Thiết. Xuất phát từ thực tế
nói trên, đề tài được đề xuất thực hiện “Nghiên cứu đề xuất cơng nghệ xử lý khí
thải cho Cơng ty TNHH Thép Trung Nguyên tỉnh Bình Thuận” đáp ứng được
nhu cầu cơng nghệ xử lý khí thải mà cơng ty đang cần để áp dụng, xây dựng lại
hình ảnh doanh nghiệp, tuân thủ nghiêm túc các quy định môi trường.
II.

MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

Mục tiêu của đề tài là đề xuất cơng nghệ xử lý khí thải phù hợp nhất cho nhà
máy tôn mạ kẽm của Công ty TNHH Thép Trung Ngun, tỉnh Bình Thuận.
III.

NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

Để có thể đạt được mục tiêu đề ra, đề tài tiến hành thực hiện những nội dung
chính sau đây:
-

Tổng quan về vấn đề nghiên cứu.
+ Tìm hiểu các nghiên cứu có liên quan trong và ngồi nước.
+ Tổng quan về các cơng nghệ mạ kẽm hiện nay.


3

+ Đặc trưng chất ô nhiễm sản xuất tôn mạ kẽm.
+ Công nghệ xử lý một số chất ô nhiễm điển hình.
-

Khảo sát Cơng ty TNHH Thép Trung Ngun.
+ Tìm hiểu tình hình hoạt động, cơng nghệ sản xuất.
+ Hiện trang ơ nhiễm mơi trường ở Cơng ty, trong đó nhấn mạnh vấn đề
ơ nhiễm khơng khí là quan trọng.
+ Khảo sát, đo đạc thực tế các chỉ tiêu khí thải của nhà máy ở các vị trí
khác nhau: khu vực xung quanh nhà máy, khu vực làm việc, khu vực
xử lý khí thải.

-

Đáng giá hiệu quả xử lý của hệ thống xử lý khí thải hiện tại.
+ Kết quả phân tích các chỉ tiêu khơng khí.
+ Đánh giá hiệu quả của hệ thống đang sử dụng.
+ Xác định vấn đề ơ nhiễm cịn tồn đọng.

-

Nghiên cứu đề xuất cơng nghệ xử lý khí thải phù hợp.
+ Xây dựng phương án điều chỉnh đối với công nghệ đang sử dụng.
+ Đề xuất cơng nghệ xử lý khí thải cịn tồn đọng.
+ Tính tốn cơng nghệ xử lý.
+ Đề xuất các giải pháp quản lý phù hợp.

IV.

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Nghiên cứu lý thuyết
Tìm hiểu lý thuyết về cơng nghệ mạ kẽm cho tôn hiện đang được sử dụng, lý
thuyết xử lý một số chất ơ nhiễm điển hình và cơng nghệ xử lý được áp dụng ở một
số công ty.
Thu thập các tài liệu có liên quan đến Cơng ty đang nghiên cứu, đặc biệt là vấn đề
gây ô nhiễm môi trường khơng khí ở địa phương được giải quyết như thế nào.
Tìm hiểu các nghiên cứu của nhiều tác giả có liên quan đến đề tài nghiên cứu, trong
và ngồi nước.


4

Thu thập, tổng hợp tài liệu để có cách nhìn khái quát hơn về vấn đề nghiên cứu.
Nghiên cứu thực nghiệm
-

Khảo sát thực địa

Khảo sát thực tế hoạt động của công ty, phỏng vấn thu thập thông tin và đo đạc
lấy mẫu tại hiện trường.
Địa điểm: Công ty TNHH Thép Trung Nguyên, lô 1/3 khu công nghiệp Phan Thiết,
Tp Phan Thiết, Bình Thuận.
-

Lấy mẫu, đo đạc và phân tích trong phịng thí nghiệm.

Tiến hành đo đạc và lấy mẫu khí thải trực tiếp tại cơng ty đang hoạt động bình
thường với từng khu vực cụ thể bên trong và xung quanh nhà máy. Việc thu mẫu,
đo đạc và phân tích phải tuân theo các quy định trong quy chuẩn Việt Nam.

Bảng 1: Phương pháp phân tích và thiết bị thu mẫu khí thải
Stt

Chỉ tiêu

2.

Nhiệt độ

3.

Lưu lượng

Đơn vị
o

C

Phương pháp
Kỹ thuật YHLĐ &
VSMT 2002

m3/giờ

Thiết bị thu mẫu
Máy đo nhanh WakLAB.
Testo 350-XL

TCVN 5977:2005
US EPA method 5

4.

Bụi

3

mg/Nm

US EPA method 17
ISO 10155

High Volume Air Sampler
HVS 500 (Nhật). Cân phân
tích: Sartorius BP 211D, độ
nhạy 1x10-5 gr (Đức).

AS 4323.2:1995
TCVN 6750:2005
TCVN 7246:2003
5.

SO2

mg/Nm3

US EPA method 6
US EPA method 8
US EPA method 8A
1IS K 0103:2011

Thiết bị đo trực tiếp nguồn thải
bằng TESTO- 350 (Đức).


5

6.

NO2

mg/Nm3

TCVN 6137-2009
(ISO 6768-1985)

7.

CO

mg/Nm3

TCVN 7242:2003

HCl

mg/Nm3

TCVN 5293-1995

8.

H2 S

mg/Nm3

US EPA method 15

9.

HCl

mg/Nm3

11

Pb

mg/Nm3

12

Zn

mg/Nm3

TCVN 7244:2003
US EPA method 26
US EPA method 26A
JIS K 0107:2012

TCVN 7557:2005
US EPA method 29

Desaga 312 (Đức);
Spectrophotometer
“Spectronic genesys-5” (Mỹ),
đo bổ trợ bằng Multilog - 2000
(Mỹ).
Desaga 312 (Đức); Hấp thụ
nguyên tử (AAS) Varian (Mỹ)
và Spectrophotometer
“Spectronic genesys-5” (Mỹ);
Quang phổ phát xạ nguyên tử
Plasma.

Phương pháp đánh giá
-

Đánh giá chất lượng môi trường

Dựa vào kết quả phân tích mẫu ở hiện trường nhà máy tiến hành đánh giá thành
phần chất ô nhiễm bằng việc so sánh với quy chuẩn quy định.
Trong đó gồm các quy chuẩn sau: QCVN 05:2013/BTNMT: quy chuẩn kỹ thuật
quốc gia về chất lượng khơng khí xung quanh; TCVS 3733/2002/QĐ-BYT: Tiêu
chuẩn vệ sinh lao động, 05 nguyên tắc và 07 thông số vệ sinh lao động; QCVN
19:2009/BTNMT: quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khí thải cơng nghiệp đối với bụi
và các chất vơ cơ. Xác định được mức độ gây ô nhiễm. Đánh giá khả năng xử lý của
cơng nghệ xử lý khí thải hiện thời, đưa ra các nguyên nhân làm cho hệ thống xử lý
không phù hợp.
-

Đánh giá khả năng xử lý của cơng nghệ xử lý khí thải hiện thời, đưa ra các
nguyên nhân làm cho hệ thống xử lý không phù hợp.

Phương pháp kế thừa


6

Phương pháp kế thừa có chọn lọc kết quả của các nghiên cứu đã thực hiện
trước đây tại khu vực nghiên cứu. Số liệu kế thừa từ các báo cáo giám sát đã thực
hiện trước đây tại công ty.
Phương pháp xử lý số liệu
Tất cả các số liệu đo và phân tích được sẽ được lưu vào file dữ liệu và tiến
hành kiểm tra xác định những sai số trong quá trình nhập. Quy đổi theo đúng đơn vị
được so sánh quy chuẩn.
Sử dụng các phần mềm như Microsoft Word, Excel, AutoCad để quản lý, tính tốn
số liệu thống kê, vẽ mơ hình và lập báo cáo.
V.

ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

Đề tài sẽ tập trung nghiên cứu vào đối tượng chính là vấn đề khí thải của Cơng
ty TNHH Thép Trung Nguyên.
VI.

Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN

Kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở khoa học giúp cho Ban lãnh đạo của
Công ty xác định cơng nghệ xử lý khí thải phù hợp nhất nhằm cải thiện vấn đề mơi

trường khơng khí hiện tại và trong tương lai nếu cơng ty chuyển đến vị trí mới.


7

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1.

Tổng quan cơng nghệ mạ kẽm nhúng nóng

Mạ kẽm nhúng nóng là cơng nghệ bảo vệ bề mặt bằng phương pháp phủ 1 lớp
kẽm mỏng lên bề mặt kim loại. Lớp kẽm này được tạo thành qua quá trình nhúng
kim loại vào bể chứa kẽm nóng chảy. Đây là phương pháp tạo bề mặt chống rỉ phổ
biến và tốt nhất hiện nay. Trong quá trình mạ kẽm, kim loại được nấu thành hợp
kim với chất nền. Vì thế lớp kẽm mạ sẽ khơng bị tróc ra như khi dùng sơn, tạo ra
lớp bảo vệ vĩnh cửu cho chất nền.
Lớp kẽm phủ lên bề mặt kim loại sau quy trình mạ sẽ trở thành một phần của lớp
kim loại mà nó bảo vệ làm cho sản phẩm sau khi mạ có độ bền cao. Chi tiết kim loại
được nhúng hồn tồn trong bể kẽm nóng chảy đảm bảo tồn bộ bề mặt chi tiết sẽ
được bảo vệ bởi lớp mạ. Các tính chất cơ học của kim loại, thép khơng bị ảnh hưởng
sau q trình mạ. Mạ kẽm nhúng nóng có tác dụng tạo lớp bảo vệ các kết cấu kim
loại trong những môi trường khắc nghiệt, sương muối, nước biển, khí cơng nghiệp.
Các cơng nghệ của mạ kẽm được phát minh bởi một nhà hóa học người Pháp
Paul Jacques Malouin trình bày tại Viện hàn lâm Pháp năm 1742, trong đó ơng mơ
tả làm thế nào một lớp phủ kẽm có thể thu được trên sắt bằng cách nhúng nó trong
kẽm nóng chảy với việc bổ sung các xử lý sơ bộ bề mặt thép với giải pháp 9% axit
sulfuric (H2SO4) và trợ dung trong amoni clorua (NH4Cl). Phát hiện của Melouin
lan truyền một cách nhanh chóng thơng qua giới khoa học và các ứng dụng đầu tiên
là sử dụng kẽm nóng chảy như một lớp phủ bảo vệ giá rẻ cho đồ dùng gia

đình. Năm 1836, nhà khoa học Pháp S. Soreil cấp bằng sáng chế cho một q trình
của lớp phủ thép bằng cách nhúng nó trong kẽm nóng chảy sau khi lần đầu tiên làm
sạch nó. Ơng cung cấp q trình với tên gọi là mạ. Sorel đã nhận thức được bản
chất của sự ăn mịn điện hóa và vai trị bảo vệ của lớp phủ kẽm trên sắt. Các xưởng
mạ kẽm nhúng nóng đầu tiên đã được xây dựng vào năm 1742 tại thành phố
Solingen, Đức.


8

Theo thời gian, cùng với sự phát triển chung của thế giới, ngành mạ kẽm nhúng
nóng có những bước tiến khơng ngừng trong việc tăng chất lượng cũng như tính
thẩm mỹ của sản phẩm. Phương pháp này đã được ứng dụng rộng rãi hầu hết
trong mọi ngành của nền kinh tế như: xây dựng, truyền tải điện, giao thông vận tải,
nhà máy giấy, nhà máy hóa chất, giàn khoan dầu khí…Cực truyền tải điện, các yếu
tố kết nối và mặt dây chuyền lắp cho dây, cột trụ biến áp, hỗ trợ đường ống, tháp,
áo chui cho ống dẫn cáp, đường ống dẫn dầu khí , thành phần của các giàn khoan,
lan can và làm hàng rào chống tiếng ồn, các kết cấu nhịp cầu, cầu vượt, đường hầm,
các rào cản an tồn, đường ống thốt nước, hỗ trợ cho các biển chỉ đường, cột đèn,
lưới cốt thép, cơ chế cầu nâng. Khung xây dựng, thép cỡ lớn tấm ván khuôn, mái
nhà, các yếu tố máng xối, thời tiết, mũ bảo vệ cho hệ thống thơng gió, và cấu thép
xây dựng khác.
Trước năm 1990, nước ta phải tiến hành khôi phục kinh tế chủ yếu là sản xuất
vừa và nhỏ, chưa được phát triển mạnh nên yêu cầu các biện pháp bảo vệ chống ăn
mịn kết cấu thép chưa có quy mô lớn mà tập trung vào bảo quản các loại vũ khí
trang bị kỹ thuật quân sự của quân đội có nguồn gốc từ nguồn viện trợ nước ngồi,
các kết cấu kim loại lớn được nhập từ Liên Xô với các lớp phủ nhúng kẽm hoặc chủ
yếu phủ bằng các loại sơn như nhựa đường đen. Từ sau năm 1990 nền kinh tế đất
nước ta phát triển mạnh mẽ bằng hàng loạt các cơng trình được đầu tư xây dựng với
quy mô lớn, đặc biệt là ngành điện với các cơng trình nguồn phát như Thủy điện

Hóa Bình và hệ thống tải điện cao thế với khoảng cách dài nối các vùng Bắc Nam.
Vì vậy vào khoảng thời gian này nhu cầu phủ kẽm chống ăn mòn kim loại cho các
kết cấu thép có kích thước và khối lượng lớn trở nên cấp bách. Nhu cầu phủ kẽm
chống tác động ăn mịn khí quyển cũng cần thiết cho các ngành xây dựng như vật
liệu chắn với tấm lợp tôn mạ, nhúng kẽm hoặc hợp kim, ngành giao thông vận tải
với các kết cấu thép, dãi phân cách; ngành công nghiệp gia dụng với các phụ tùng
thiết bị gia đình…Nhà máy đầu tiền bắt đầu triển khai công nghệ mạ kẽm nóng
chảy tại nhà máy thiết bị điện Đơng Anh.


9

Các quá trình mạ kim loại thường được xem là một bộ phận trong dây chuyền
sản xuất một sản phẩm kim loại. Đại bộ phận các doanh nghiệp sản xuất các sản
phẩm kim loại thường có một phân xưởng để mạ hoặc sơn hồn thiện sản phẩm của
mình. Chính vì vậy, các đơn vị mạ thường có quy mơ nhỏ và nằm rải rác trong các
ngành sản xuất như ngành kim loại và các sản phẩm kim loại, ngành sản xuất và sửa
chữa các phương tiện giao thông vận tải, ngành chế tạo máy móc và thiết bị. Ngồi
ra, ở Việt Nam cũng có một số xưởng mạ kim loại nhúng nóng, thường nằm trong
các nhà máy sản xuất kết cấu thép của ngành điện hoặc ngành sản xuất vật liệu xây
dựng (tấm lợp kim loại). Do đặc điểm là các đơn vị nhỏ lẻ, nên trang thiết bị phần
lớn thường tự chế tạo, không đồng bộ, năng suất thấp, tiêu hao nhiều hóa chất và
gây ra tác động tiêu cực tới môi trường xung quanh.
Mặc dù sản xuất tôn trong nước trong một vài năm trở lại đây có sự tăng nhanh
nhưng chưa đáp ứng đủ và thiếu ổn định nên lượng tôn nhập khẩu tăng. Hiện nay,
Việt Nam có 26 nhà máy sản xuất tơn mạ kẽm, mạ màu, ở khu vực phía Nam như
Đồng Nai, Bình Dương, Đà Nẵng, Tp Hồ Chí Minh, Long An…khu vực phía Bắc
có một số nhà máy sản xuất tơn màu là Công ty tôn Việt Pháp, Công ty tôn VNsteel
Thăng Long, Công ty tôn Vikor. Theo Hiệp hội Thép Việt Nam dự báo, khả năng
tiêu thụ đối với sản phẩm tôn mạ kẽm tại thị trường Việt Nam đến năm 2015 sẽ đạt

450 nghìn tấn; năm 2020 đạt 600 nghìn tấn và đến năm 2025 sẽ đạt khoảng 720
nghìn tấn [11].
1.2.

Một số nghiên cứu về ảnh hưởng sản xuất tôn mạ kẽm đến mơi trường

1.2.1. Tình hình nghiên cứu về mơi trường ở nước ngồi đối với sản xuất tơn
mạ kẽm
Ở nước ngồi việc nghiên cứu các cơng nghệ xử lý mơi trường nói chung và
việc nghiên cứu cơng nghệ xử lý khí thải nói riêng đã được triển khai được áp dụng
trong phạn vi công nghiệp từ lâu. Các nghiên cứu trên chủ yếu tập trung vào việc
làm rõ những ảnh hưởng nghiêm trọng của sản xuất mạ kẽm nhúng nóng gây ảnh
hưởng như thế nào đến các thành phần môi trường xung quanh và con người.


10

“The Finnish metals industry and the environment” của các tác giả Seppälä
J, Koskela S, Melanen M, Palperi M [37]. Tại Thái Lan, nghiên cứu tại một số công
ty thép đã có nỗ lực để giảm phát thải khí nhà kính và cải thiện việc sử dụng năng
lượng, nêu ra các tác động đến mơi trường xung quanh quy trình hoạt động. Ngồi
những mối quan tâm của phát thải khí nhà kính và sử dụng năng lượng, việc sử
dụng sắt và kim loại, sản xuất thép, làm suy kiệt nguồn tài ngun khống sản. Hơn
nữa, lượng khí thải phát sinh (CO, NOx, SOx, dầu, và các kim loại nặng) từ sản xuất
thép gây ra thiệt hại cho các hệ sinh thái và sức khỏe con người. Việc khai thác kẽm
và tinh chế kẽm sử dụng trong sản xuất thép mạ kẽm gây ơ nhiễm cơng nghiệp, do
phát thải khí độc hại.
Chì (Pb) và cadmium là sản phẩm được tìm thấy trong khói của nhà máy. Những
chất ecotoxic gây thiệt hại cho các sinh vật sống. Các phát tán của ion niken và kẽm
trong nước trì hỗn sự phát triển của động vật thân mềm. Sự ô nhiễm đất của

cadmium, đồng, kẽm giảm tỷ lệ nảy mầm của hạt giống lúa và sự phát triển của tế
bào gốc.
“The contemporary Latin America and the Caribbean zinc cycle: one year
stocks andflows” của các tác giả Harper. E, Bertram. M, Graedel. T [25]. Sử dụng
phương pháp LCA (Life cycle assessment) như một công cụ để nghiên cứu tác động
môi trường từ ngành công nghiệp kim loại ở Phần Lan. Trong nghiên cứu này, sản
phẩm tồn kho của tơn cán nóng, cán nguội, mạ kẽm nhúng nóng, và thép mạ hữu cơ
được phân loại. Việc đánh giá về tác động môi trường từ từng giai đoạn tồn tại của
các nhóm sản phẩm, bắt đầu từ khai thác đến phân phối các sản phẩm từ nhà máy,
đã được tiến hành. Các tác động của biến đổi khí hậu, q trình axit hóa, đối lưu
hình thành ozon, và hiện tượng phú dưỡng thủy sản đã được nghiên cứu. Các Kết
quả cho thấy rằng q trình sản xuất đóng góp cao nhất tác động mơi trường.
“Management of solid wastes from steel making and galvanizing
processes”, của các tác giả Natália Cristina Candian Lobato, Edwin Auza Villegas,
Marcelo Borges Mansur [31]. Nghiên cứu đánh giá quá trình quản lý chất thải rắn
từ sản xuất thép và mạ kẽm, ở 4 loại chất thải điểm hình là xỉ kẽm, bùn từ hệ thống


11

xử lý, bụi và nước đen. Bằng các biện pháp quản lý khuyến khích tái sử dụng chất
thải cho các ngành công nghiệp khác như sản xuất xi măng, sản xuất bột màu,
nguyên liệu cho làm gốm, mặt khác giảm gánh nặng và chi phí cho hoạt động xử lý.
Đối với ngành công nghiệp mạ kẽm các vấn đề môi trường cần được quan tâm
nghiêm túc, đặc biệt đối với sự ảnh hưởng của khí thải ra mơi trường xung quanh.
Theo nghiên cứu “Air Pollution Control Measures for hot-dip galvanizing Kettles”
của tác giả Eric E. Lemke , William F. Hammond & George Thomas [22]. Thành
phần khí thải đặc trưng của loại hình sản xuất này gồm có ZnCl2 chiếm 2,5%, ZnO
5,8%, Zn 4,9%, NH4Cl 68%, NH3 1,0% trọng lượng. Phương pháp được áp dụng để
thu gom khí thải là thiết bị lọc bụi tay đạt hiệu quả cao.

Các nghiên cứu đã đề cập ở trên tập trung vào ngành công nghiệp thép mạ
kẽm. Các tác động môi trường đối với hệ sinh thái, tài nguyên, và sức khỏe con
người, do sản xuất.
1.2.2. Tình hình nghiên cứu trong nước
Nghiên cứu về vấn đề ơ nhiễm mơi trường khơng khí do hoạt động sản xuất
tơn mạ kẽm ở Việt Nam thì tương đối ít và chưa có ứng dụng thực tế, chủ yếu
nghiên cứu về chất thải rắn và nước thải của ngành này.
“Nghiên cứu công nghệ sản xuất các sản phẩm chất lượng từ phế thải kẽm”
của PGS. PTS. Phan Minh Tân - ĐH Kỹ Thuật [12]. Đối tượng nghiên cứu chủ yếu
là bã nổi tại các Công ty mạ kẽm nóng khu vực phía nam (chủ yếu mạ tơn). Sản
phẩm của cơng nghệ đề xuất là ZnCl2, ZnSO4, ZnO có chất lượng từ 90 ÷ 95%. Vấn
đề tách clorua trong bã kẽm chưa được nghiên cứu, đề xuất hướng xử lý theo
phương pháp như: nung bã cho bay bớt clo (Cl) theo dạng ZnCl2, rửa bã với dung
dịch kiềm đặc, khử sâu Cl bằng kết tủa bạc clorua (AgCl).
“Nghiên cứu công nghệ tái sử dụng chất thải rắn trong công nghiệp tôn mạ
kẽm”, GS.TS. Nguyễn Văn Phước [10]. Chất thải rắn từ công ty tôn mạ kẽm được
xử lý bằng phương pháp ngâm nước nhiều lần để hòa tan chất tan, chủ yếu là ZnCl2,
sau đó khử sắt Fe bằng nước oxi già H2O2 rồi dẫn qua máy lắng, lọc các tạp chất ở
dạng không tan. Phần cặn chủ yếu là Fe(OH)3 khơng nhiều được tích lũy trong bể