Đánh giá quan hệ công nghệ môi trường, lựa chọn công nghệ phù hợp nhằm giảm thiểu và thay đổi đặc trưng nước thải đối với công nghệ mạ kẽm nóng chảy

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA H NI
-----------------------------------

đỗ khắc uẩn

đánh giá quan hệ công nghệ môI tr-ờng.
Lựa chọn công nghệ phù hợp nhằm giảm thiểu
và thay đổi đặc tr-ng n-ớc thảI đối với công
nghệ mạ kÏm nãng ch¶y

LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH CƠNG NGHỆ MƠI TRƯỜNG

HÀ NỘI, 2004


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA H NI
-----------------------------------

đỗ khắc uẩn

NH GI QUAN H CễNG NGH - MÔI TRƯỜNG.
LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ PHÙ HỢP NHẰM GIẢM THIỂU VÀ
THAY ĐỔI ĐẶC TRƯNG NƯỚC THẢI ĐỐI VỚI
CÔNG NGHỆ MẠ KẼM NĨNG CHẢY

Chun ngành: Cơng nghệ Mơi trường

LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS. TS. ĐẶNG KIM CHI
VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

HÀ NỘI, 2004



Luận văn cao học

1

Ngành Công nghệ Môi trường

MỤC LỤC
Đặt vấn đề

Trang
1

Chương 1.

Phân tích tổng hợp một số phương pháp liên quan
đến đánh giá công nghệ - môi trường
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
1.5.

1.6.

Đánh giá công nghệ
Phân tích vịng đời và đánh giá cơng nghệ
Cơng nghệ hợp lý môi trường và đánh giá công nghệ
Đánh giá Sản xuất sạch hơn và đánh giá công nghệ
Đánh giá công nghệ môi trường
Nhận xét chung

4
4
9
11
13
16
18

Chương 2.
2.1.
2.1.1.
2.1.2.
2.1.3.
2.1.4.
2.2.
2.2.1.
2.2.2.
2.3.
2.3.1.
2.3.2.

Mô tả khái quát về cơng nghệ mạ kẽm nóng chảy

19

Ngun lý chung của phương pháp mạ nhúng kim loại
nóng chảy
Điều kiện áp dụng phương pháp mạ nóng
Ngun tắc quan trọng của q trình mạ nhúng nóng
Ưu nhược điểm của phương pháp mạ nhúng kim loại nóng
chảy
Ứng dụng chính của phương pháp mạ nóng
Mạ kẽm nóng chảy
Tính chất của lớp mạ kẽm
Quy trình cơng nghệ mạ kẽm nóng
Mạ kẽm nóng chảy theo phương pháp khơ
Quy trình cơng nghệ
Mơ tả các cơng đoạn

19
19
20
20
21
21
22
25
29
29
30

Chương 3.

Phân tích xác định chất thải và đánh giá phương pháp
xử lý nước thải trong cơng nghệ mạ kẽm nóng chảy
3.1.
Đặc trưng chất thải từ cơng nghệ mạ kẽm nóng chảy
3.1.1. Định mức sử dụng ngun liệu, hóa chất
3.1.1. Phân tích các dịng thải từ quy trình cơng nghệ

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường – Trường Đại học Bách khoa Hà Nội

47
47
47
48


Luận văn cao học

2

Ngành Công nghệ Môi trường

Phân loại các dòng nước thải và đánh giá phương pháp xử
lý nước thải mạ kẽm nóng chảy
3.2.1. Phân loại các dịng nước thải
3.2.2. Đánh giá phương pháp xử lý nước thải mạ kẽm nóng chảy
3.3.
Giải pháp tổng hợp xử lý nước thải mạ kẽm nóng chảy
3.2.

53
53
54
59

Chương 4.

Phân tích và đánh giá các giải pháp giảm thiểu và
thay đổi đặc trưng nước thải mạ kẽm nóng chảy
4.1.
4.2.1.
4.2.1.
4.2.1.
4.2.
4.2.1.
4.2.2
4.2.3
4.2.4.
4.3.
4.3.1.
4.3.2.
4.3.3.
4.3.4.

Phân tích các vấn đề cần giải quyết đối với nước thải
Đối với lượng nước thải
Đối với đặc trưng nước thải
Cách tiếp cận để giải quyết vấn đề nước thải
Lựa chọn công nghệ rửa phù hợp nhằm giảm thiểu nước

thải
Giới thiệu một số phương pháp rửa thông dụng
Lựa chọn phương pháp rửa thích hợp
Chọn phương pháp rửa tĩnh 2 bể thay cho rửa tĩnh 1 bể
Biện pháp tận dụng nước rửa (rửa tận dụng)
Thay đổi đặc trưng nước thải mạ kẽm nóng chảy
Lý do thay đổi lớp thụ động Cr6+ bằng Cr3+
Cơ sở lý thuyết
Giới thiệu kết quả nghiên cứu
Nhận xét

63
63
63
63
63
65
65
67
69
61
63
64
67

Chương 5.

Kết luận và kiến nghị
5.1.
5.2.

Kết luận
Kiến nghị

77
77
78

Tài liệu tham khảo

80

Phụ lục

84

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường – Trường Đại học Bách khoa Hà Nội


Luận văn cao học

3

Ngành Công nghệ Môi trường

ĐẶT VẤN ĐỀ
Tại các nước trên thế giới nói chung và tại Việt Nam nói riêng, hiện nay cơng
nghiệp mạ có vai trị ngày càng cao và được dùng rất phổ biến trong hầu hết các
ngành cơng nghiệp. Mục đích của q trình mạ là để tạo ra lớp bảo vệ bên ngoài
cho các sản phẩm kim loại. Các lớp mạ có chức năng làm tăng độ bền hóa học,

bền ăn mịn, bền cơ học, tăng độ dẫn điện, dẫn từ, tăng độ cứng hoặc dẻo cho
các linh kiện có kích thước cực nhỏ của kỹ thuật vi điện tử hoặc các chi tiết có
kích thước rất lớn cho các ngành cơng nghiệp chế tạo máy, xây dựng, điện,…
Cho đến nay, có rất nhiều loại hình cơng nghệ mạ, trong đó các cơng nghệ mạ
được sử dụng phổ biến nhất là mạ điện (như mạ đồng, mạ kẽm, mạ niken, mạ
crom), mạ nhúng (mạ kẽm nóng chảy, nhơm nóng chảy),… Tùy thuộc vào kim
loại cần mạ, mục đích sử dụng và ưu nhược điểm của từng công nghệ mà chúng
được lựa chọn sử dụng phù hợp theo các yêu cầu riêng.
Ở nước ta, trong những năm gần đây, đứng trước những yêu cầu cấp bách về các
loại sản phẩm cũng như những áp lực của xã hội về các vấn đề ô nhiễm mơi
trường, Chính phủ và các Bộ đã có nhiều văn bản liên quan đến việc thay đổi
sản phẩm cũng như vấn đề nước thải có liên quan trực tiếp và gián tiếp đến
ngành mạ. Một số văn bản tiêu biểu như:
• Việc tiến tới cấm sản xuất loại tấm lợp fibro xi măng vì những tác hại nguy
hiểm của sợi amiăng, trong Quyết định số 115/QĐ-TTg ngày 1 tháng 8 năm
2001, về việc phê duyệt “Quy hoạch tổng thể phát triển ngành công nghiệp
vật liệu xây dựng đến năm 2010”, Thủ tướng Chính phủ đã nhấn mạnh:
“Ngành cơng nghiệp vật liệu xây dựng cần có kế hoạch nghiên cứu và sử
dụng vật liệu thay thế cho amiăng trong sản xuất tấm lợp. Từ năm 2004,
không được sử dụng amiăng trong sản xuất tấm lợp”. Đây cũng là một lý do
làm cho thị trường tấm lợp kim loại (là một trong những sản phẩm sử dụng
phương pháp mạ kẽm nhúng nóng) sẽ ngày càng được sử dụng để thay thế

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường – Trường Đại học Bách khoa Hà Nội


Luận văn cao học

4

Ngành Công nghệ Môi trường

tấm lợp fibro xi măng trong nhiều lĩnh vực,… do đó mạ kẽm nóng chảy sẽ
ngày càng phát triển.
• Nghị định 67/2003/NĐ-CP ngày 13 tháng 6 năm 2003 của Chính phủ về phí
bảo vệ môi trường đối với nước thải và Thông tư liên tịch 125/2003/TTLTBTC-BTNMT ngày 18 tháng 12 năm 2003 hướng dẫn thực hiện về vấn đề
thu phí nước thải, cơng nghiệp mạ nói chung và mạ kẽm nóng chảy nói riêng
là một trong những ngành cơng nghiệp có hàm lượng các kim loại nặng trong
nước thải cao, do đó đây cũng là đối tượng chịu sức ép rất lớn đối với Nghị
định này.
Do công nghiệp mạ bao gồm nhiều loại hình cơng nghệ cũng như đặc thù mơi
trường rất khác nhau, cho nên trong phạm vi hạn chế về thời gian thực hiện,
Luận văn sẽ tập trung phân tích kỹ về các vấn đề liên quan đến công nghệ mạ
kẽm nóng chảy. Đây là cơng nghệ hay được sử dụng nhất để bảo vệ các kim loại
sắt thép vì nó đáp ứng được các yêu cầu:
• Về mặt khoa học: Kẽm có điện thế âm hơn sắt thép, nên lớp mạ kẽm trên sắt
thép là lớp mạ “hy sinh” để bảo vệ sắt thép không bị han gỉ. Khi xảy ra ăn
mịn, kẽm đóng vai trị anot sẽ bị oxi hóa cịn sắt thép đóng vai trị catot sẽ
khơng bị oxy hóa do đó khơng bị han gỉ.
• Về mặt cơng nghệ: Qui trình ngắn gọn, thiết bị cần ít, dễ thực hiện cơng nghệ
mạ. Có thể tăng khả năng bảo vệ và làm bóng, sáng lớp mạ bằng cách thụ
động hóa bề mặt sau khi mạ.
• Về mặt kinh tế: Giá thành hạ vì cơng nghệ đơn giản, hóa chất vật tư ít tốn
kém và rẻ, ít tốn cơng sức.
Tuy nhiên, do đặc thù của công nghệ mạ kẽm nóng chảy là nước thải phát sinh
ra từ các cơng đoạn rửa tương đối lớn. Không những thế, trong nước thải sinh ra
từ cơng đoạn thụ động hóa bề mặt có chứa thành phần Cr6+ - đây là một tác nhân
gây ô nhiễm nghiêm trọng rất cần được quan tâm giải quyết.

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường – Trường Đại học Bách khoa Hà Nội

Luận văn cao học

5

Ngành Công nghệ Môi trường

Trước những lý do trên đây, Luận văn cao học: “Đánh giá quan hệ Công nghệ
- Môi trường. Lựa chọn công nghệ phù hợp nhằm giảm thiểu và thay đổi
đặc trưng nước thải đối với cơng nghệ mạ kẽm nóng chảy” đã được hình
thành, nhằm đưa ra một số định hướng về các giải pháp công nghệ cụ thể đối với
vấn đề nước thải của cơng nghệ mạ kẽm nóng chảy. Trong phạm vi nghiên cứu
sẽ đề cập đến một cách tiếp cận mới trong cơng nghệ mơi trường đó là phân tích,
đánh giá và lựa chọn các giải pháp thích hợp trong công nghệ sản xuất nhằm
giảm thiểu và thay đổi đặc trưng nước thải của cơng nghệ mạ kẽm nóng chảy.
Việc tiến hành thực hiện đề tài này là hết sức cần thiết. Vừa có ý nghĩa khoa học
- sử dụng phương pháp tiếp cận đánh giá công nghệ để giải quyết vấn đề mơi
trường, góp phần bổ sung thêm một cách tiếp cận mới trong cơng nghệ mơi
trường. Vừa có ý nghĩa thực tiễn - cung cấp một số giải pháp về mặt định hướng
công nghệ giúp cho các cơ sở sản xuất có sử dụng cơng nghệ mạ kẽm nóng chảy
tham khảo, nghiên cứu áp dụng để giảm lượng nước thải, giảm chi phí bảo vệ
mơi trường đối với nước thải cũng như giảm chi phí xử lý nước thải.
Luận văn bao gồm các nội dung chính sau:
• Chương 1. Phân tích tổng hợp một số phương pháp liên quan đến đánh giá
quan hệ cơng nghệ - mơi trường.
• Chương 2. Mô tả khái quát về công nghệ mạ kẽm nóng chảy.
• Chương 3. Phân tích xác định chất thải và đánh giá phương pháp xử lý nước
thải trong cơng nghệ mạ kẽm nóng chảy.
• Chương 4. Phân tích và đánh giá các giải pháp giảm thiểu và thay đổi đặc

trưng nước thải mạ kẽm nóng chảy.
• Chương 5. Kết luận và kiến nghị.

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường – Trường Đại học Bách khoa Hà Nội


Lun vn cao hc

Ngnh Cụng ngh Mụi trng

6

Ch-ơng 1

Phân tích Tổng hợp một số ph-ơng pháp
liên quan đến đánh giá quan hệ
công nghệ môI tr-ờng
1.1. Đánh giá công nghệ

1.1.1. Khái niệm
Sự ra đời khái niệm "Đánh giá công nghệ" và q trình phát triển các hoạt động
đánh giá cơng nghệ, trong thực tiễn, có thể xem là những cố gắng để đáp ứng
nhu cầu ngày càng tăng của quá trình ra quyết định về cơng nghệ gắn với xã hội.
Làn sóng đầu tiên khởi đầu cho việc đánh giá công nghệ xuất hiện vào những
năm 60 [23], được coi là "hệ thống cảnh báo sớm" nhằm mục đích dự báo sự
phát triển của công nghệ.
Từ những năm 80 đến nay, khái niệm mới về đánh giá công nghệ đã ra đời. Sự
biến đổi và những đặc điểm khác nhau của khái niệm đánh giá cơng nghệ thể
hiện tóm tắt trên bảng 1.
Bảng 1. Khái niệm mới và khái niệm cũ về đánh giá công nghệ

Khái niệm truyền thống
Khoa học có vai trị chủ đạo

Khái niệm mới
Phía nghiên cứu và sử dụng có vai trị
ngang nhau

u cầu cao đối với khả năng của Yêu cầu hết sức khiêm tốn đối với khả
nghiên cứu
năng của nghiên cứu
Đầu ra: báo cáo nghiên cứu

Đầu ra: nghiên cứu và thảo luận

Ít chú ý đến việc định ra vấn đề

Chú ý nhiều đến việc định ra vấn đề

Một tổ chức thực hiện chức năng đánh Nghiên cứu đánh giá cơng nghệ với
giá cơng nghệ
nhiều hình thức
Các kết quả đánh giá được kết hợp vào Hiệu chỉnh đánh giá công nghệ và ra
việc ra quyết định
quyết định

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường – Trường Đại học Bách khoa Hà Nội


Luận văn cao học

7

Ngành Công nghệ Môi trường

Đánh giá công nghệ kiểu truyền thống liên quan tới xác định những hậu quả tiêu
cực hoặc không mong muốn về kinh tế, xã hội và môi trường của việc phát triển
công nghệ.
Trong khái niệm mới về đánh giá cơng nghệ thì việc đánh giá cơng nghệ kiểu
bao qt tồn bộ của những năm đầu tiên đã được thay thế bằng việc nghiên cứu
từng bộ phận, trong đó kiến thức thu được một bộ phận được chuyển sang cho
bộ phận tiếp theo. Ngoài ra đánh giá công nghệ đã mở rộng sự tham gia cho các
nhân vật không thuộc giới khoa học, chú ý nhiều vào việc mở ra cuộc đối thoại
giữa những nhà nghiên cứu đánh giá công nghệ với những người sử dụng kết
quả nghiên cứu. Trong đó hướng chú ý đã chuyển từ dự báo sang vấn đề làm sao
và khi nào những thông tin công nghệ sẽ được các nhà hoạch định chính sách và
những tác nhân tham gia vào q trình phát triển cơng nghệ sử dụng. Các tác giả
Smits và Leiten [23] đã định nghĩa khuôn mẫu đánh giá cơng nghệ này bao gồm:
- Phân tích sự phát triển công nghệ và những tác dụng về sau của nó.
- Đưa ra thơng tin giúp cho các đối tượng liên quan đến phát triển công nghệ
để hoạch định những chính sách chiến lược của mình.
Việc đánh giá cơng nghệ, một mặt giúp tăng cường mối quan hệ giữa nghiên
cứu - triển khai và phát triển sản phẩm, mặt khác tăng cường phạm vi áp dụng
công nghệ mới.
Mặc dầu công tác đánh giá công nghệ ngày càng được thể chế hố nhưng vẫn
cịn nhiều vấn đề chưa có sự nhất trí, chẳng hạn định nghĩa đánh giá cơng nghệ
là gì, cơng tác này được thực hiện ra sao, cũng như vẫn cịn nhiều tranh cãi về
ích lợi và cách thức tổ chức công việc đánh giá công nghệ.
Đánh giá cơng nghệ mang tính chiến lược tạo khả năng cạnh tranh cho các
doanh nghiệp, đảm bảo thành công cho những sản phẩm mới. Kết hợp đánh giá
công nghệ với đánh giá tác động mơi trường và đưa phép phân tích vịng đời

thành một phương pháp luận đánh giá cơng nghệ, nâng cao vai trị đánh giá cơng

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường – Trường Đại học Bách khoa Hà Nội


Luận văn cao học

8

Ngành Cơng nghệ Mơi trường

nghệ trong chính sách cơng nghệ để tăng cường lợi ích đầu tư cho khoa học và
cơng nghệ.
Dựa trên việc phân tích về đánh giá công nghệ và căn cứ vào sự biến đổi khái
niệm cơng nghệ đã trình bày ở trên, đánh giá công nghệ đã được định nghĩa như
sau:
Đánh giá công nghệ là một q trình bao gồm việc phân tích sự phát triển cơng
nghệ và các hệ quả của nó, cùng với việc thảo luận về kết quả những phân tích
này. Mục tiêu của đánh giá cơng nghệ là cung cấp thơng tin cho những người
tham gia hoặc có liên quan đến vấn đề phát triển công nghệ để giúp họ lập ra
chính sách chiến lược cho mình.

1.1.2. Vai trị và tiềm năng của đánh giá công nghệ
Khái niệm đánh giá công nghệ kiểu truyền thống với chức năng cảnh báo sớm,
trong khi đó khái niệm mới về đánh giá cơng nghệ thì đánh giá cơng nghệ có
tính tích cực hơn nhiều. Nó đóng vai trị tích cực trong phát triển và áp dụng các
công nghệ mới.
Sự tham gia thực sự của đánh giá công nghệ và hoạt động đánh giá cơng nghệ có
thể mơ tả thành ba mức độ, đó là:
- Nâng cao nhận thức.

- Hình thành chiến lược.
- Thực hiện chiến lược.
Vài nét về vai trò và tiềm năng của đánh giá công nghệ ở từng mức nêu trên sẽ
được điểm qua như sau:

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường – Trường Đại học Bách khoa Hà Nội


Luận văn cao học

9

Ngành Công nghệ Môi trường

1.1.2.1. Nâng cao nhận thức
Chức năng hàng đầu của "đánh giá công nghệ để nhận thức" là phân tích những
tiềm năng của việc phát triển công nghệ và cung cấp những hiểu biết về các
phương án khả dĩ để xã hội lựa chọn liên quan đến những phát triển này.
Đồng thời phân tích khả năng phát triển xã hội và nâng cao nhận thức về nhu
cầu và những điều có thể xảy ra liên quan tới sự lựa chọn công nghệ. Đây cũng
là cách thức đánh giá công nghệ đã được áp dụng trên thực tế về nhiều vấn đề,
trong đó có vấn đề môi trường,…
Một trong những nét rõ nhất về việc nghiên cứu phục vụ cho mục đích đánh giá
cơng nghệ để nâng cao nhận thức, đó là việc phân tích để nêu bật lên mối quan
hệ phụ thuộc lẫn nhau của các lựa chọn về công nghệ, kinh tế và xã hội. Do đó
tạo nên cơ sở để có được một tầm nhìn về tương lai đối với vấn đề mơi trường,
định ra một cách rõ ràng đường hướng chính sách mang tính kinh tế, xã hội và
mơi trường.
1.1.2.2. Hình thành chiến lược
Chức năng thứ hai mà đánh giá công nghệ có thể tham gia vào là xây dựng các

chiến lược cho các lĩnh vực xã hội. Việc nhận thức chung về những tiềm năng
công nghệ và những phương án lựa chọn đưa lại sự phát triển theo chiều hướng
mong muốn. Mỗi một lĩnh vực cụ thể đều cần đến một "kế hoạch cơng nghệ
mang tính chiến lược". Q trình lập ra một kế hoạch như vậy có thể được gọi là
đánh giá cơng nghệ mang tính chiến lược. Kế hoạch này có vai trị như sau:
- Thơng tin cho những nhân vật hữu quan khác nhau trong lĩnh vực của họ về
những tác động tiềm năng của phát triển công nghệ đối với lĩnh vực và những
cách thức mà họ có thể dùng cho phát triển này.
- Có thể dùng làm điểm đầu mối để khuyến khích thảo luận về các mối đe dọa
và cơ hội, các mục tiêu và nhận dạng những va chạm về lợi ích.

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường – Trường Đại học Bách khoa Hà Nội


Luận văn cao học

10

Ngành Cơng nghệ Mơi trường

- Có thể nhận biết nhu cầu cơng việc của các nhóm cơng nghệ nào đó, thí dụ
giải quyết các khúc mắc nảy sinh khi lập ra những dịch vụ mới, hoặc đề ra
giải pháp cho vấn đề hợp tác giữa các đối thủ cạnh tranh.
1.1.2.3. Thực hiện chiến lược
Giai đoạn quan trọng của phát triển cơng nghệ, đó là giai đoạn thực hiện. Chính
ở giai đoạn này, những vấn đề kỹ thuật và xã hội có thể va chạm nhau hết sức
quyết liệt. Phải tăng cường các cơ chế phản hồi, đặc biệt là ở giai đoạn đầu của
việc phổ biến một đổi mới nào đó. Điều này có thể thực hiện bằng cách tạo ra
những mối quan hệ mật thiết giữa q trình phát triển cơng nghệ và phát triển
sản phẩm với nơi áp dụng, nhờ thể hiện rõ ràng hơn một mặt là những phương

án lựa chọn kỹ thuật và những nguyên lý chủ đạo, mặt khác là những kinh
nghiệm và nhu cầu của người sử dụng.
Như vậy, đánh giá cơng nghệ là nhận dạng, phân tích và đánh giá một cách có
hệ thống những hậu quả gián tiếp có thể xảy ra đối với hệ thống xã hội, văn hố,
chính trị và mơi trường. Đánh giá cơng nghệ sẽ cung cấp những thông tin trung
thực, khách quan về những tác động của cơng nghệ cho các nhà hoạch định
chính sách, đánh giá cơng nghệ được coi là có chức năng cảnh báo sớm, phịng
tránh những tác động khơng mong muốn nhờ vào những hiểu biết nhận được
qua việc đánh giá.
Và càng ngày người ta càng nhận thấy đánh giá công nghệ sẽ là một biện pháp
để tăng cường dân chủ, có ảnh hưởng tới đường hướng phát triển cơng nghệ.

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường – Trường Đại học Bách khoa Hà Nội


Luận văn cao học

11

Ngành Cơng nghệ Mơi trường

1.2. Ph©n tÝch vòng đời và đánh giá công nghệ
ỏnh giỏ cụng ngh là một cơng trình nghiên cứu có tính hệ thống nhằm tìm
hiểu thật rõ ràng và đánh giá những hậu quả không mong muốn, gián tiếp và lâu
dài của công nghệ. Trong số những hậu quả gián tiếp và lâu dài của cơng nghệ
thì những tác động sinh thái của cơng nghệ đóng một vai trị quan trọng.
Đối với đánh giá tác động mơi trường, những phương pháp phân tích thường tập
trung vào tác động sinh thái trực tiếp do công nghệ gây nên. Tuy nhiên, những
thay đổi quan niệm về mơi trường và các chiến lược chính sách mơi trường đòi
hỏi phải xem xét cả những tác động gián tiếp. Một phương pháp thích hợp để

nghiên cứu các hậu quả sinh thái đó là phân tích vịng đời.
Phương pháp luận phân tích hậu quả sinh thái có quan hệ tới các mục tiêu và
chiến lược của chính sách mơi trường. Ở thời kỳ đầu chủ yếu xem xét những
công nghệ ở cuối đường ống, thí dụ làm sạch khí xả hoặc xử lý nước thải. Ở giai
đoạn hai, chính sách môi trường đã mở rộng sang những công nghệ kiểm sốt
phế thải và các cơng nghệ có độ phát thải thấp. Chiến lược này đề ra việc phát
triển và sử dụng các cơng nghệ quy trình với phát thải thấp và giảm phế thải. Ở
hai giai đoạn này, phương pháp luận đánh giá hậu quả đối với môi trường của
các công nghệ khác nhau tập trung vào các qui trình sản xuất. Đó là lượng phát
thải mà nó phát sinh ra, chứ chưa tính đến những phát thải gián tiếp của quá
trình sản xuất trung gian hoặc sử dụng những sản phẩm cuối.
Kinh nghiệm của hai giai đoạn đầu của chính sách mơi trường hịa trộn với
nhau. Một mặt, có thể giảm được đáng kể lượng phát thải. Mặt khác, việc tái sử
dụng chất thải đang trở thành một vấn đề có tầm quan trọng ngày càng tăng xuất
phát từ quan điểm mơi trường.
Tóm lại, những phát triển này nói lên tính phức tạp cao của những tác động mơi
trường. Chính sách mơi trường khơng chỉ hạn chế bởi những tác động trực tiếp
của từng quy trình mà phải dựa vào một cách tiếp cận phức hợp hơn, trong đó
những quy trình sản xuất khác nhau của những sản phẩm giống nhau sẽ có tác
Viện Khoa học và Cơng nghệ Môi trường – Trường Đại học Bách khoa Hà Nội


Luận văn cao học

12

Ngành Công nghệ Môi trường

động khác nhau cho mơi trường. Như vậy, chính sách mơi trường bắt đầu phản
ánh mối quan hệ phức tạp của nền kinh tế. Cách tiếp cận mới này liên quan tới

việc kiểm sốt ơ nhiễm hướng về sản phẩm và có quan hệ tới phân tích và đánh
giá vịng đời. Đó là một q trình đánh giá gánh nặng mơi trường gây ra do sản
phẩm, qui trình hay hoạt động bằng cách nhận dạng và định lượng nguyên vật
liệu, năng lượng sử dụng và thải ra môi trường, đồng thời đánh giá tác động của
chúng và các cơ hội thực hiện nhằm cải thiện môi trường. Đặc điểm nổi bật của
công việc này là xét tồn bộ vịng đời của sản phẩm, qui trình cơng nghệ hoặc
hoạt động được nghiên cứu.

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường – Trường Đại học Bách khoa Hà Nội


Luận văn cao học

13

Ngành Cơng nghệ Mơi trường

1.3. c«ng nghƯ hợp lý môi tr-ờng và đánh giá công nghệ
Hi ngh Môi trường và Phát triển Liên Hợp Quốc, họp tại Rio, Brasil, tháng 6 1992, đặt ra các thách thức về phát triển bền vững (PTBV). Mục đích của PTBV
và khả năng sẵn có các nguồn lực bảo vệ và cải thiện môi trường, gắn chặt với
chuyển giao công nghệ (CGCN), và ứng dụng các cơng nghệ đó. Chương trình
khuyến khích cơng tác chuyển giao cơng nghệ hợp lý mơi trường, có cân nhắc
đến hợp tác và xây dựng năng lực. Đây là một chủ đề có ý nghĩa liên ngành
quan trọng, mà hàng năm Ủy ban Phát triển bền vững xem xét. Trong cuộc họp
tháng 10, 1993 tại Băng Cốc, Ủy ban PTBV đã khuyến nghị cân nhắc các vấn đề
mới nảy sinh và cấp bách, các thách thức và các vấn đề nan giải đối với CGCN
hợp lý môi trường, hợp tác và xây dựng năng lực ở khu vực. Ủy ban đã xác định
ba lĩnh vực ưu tiên:
- Khả năng với tới và phổ biến các thông tin công nghệ hợp lý môi trường.
- Phát triển thể chế và xây dựng năng lực quản lý các thay đổi công nghệ.

- Tài trợ và hợp tác.
Ủy ban PTBV còn nhấn mạnh đến ý nghĩa quan trọng của các doanh nghiệp nhà
nước và tư nhân trong đổi mới công nghệ. Đó là mơi trường quan trọng để triển
khai, chuyển giao, sử dụng và phổ biến công nghệ.
Như vậy triển khai và sử dụng các công nghệ hợp lý về môi trường là điều kiện
cần thiết cho các nước phát triển và đang phát triển của khu vực.
Vì vậy, các nước đang phát triển cần lựa chọn việc chuyển giao cơng nghệ ra
sao, để tiếp thu và thích ứng được các công nghệ hợp lý môi trường từ các
nguồn bên ngồi và cần phải kết hợp xây dựng các cơng nghệ truyền thống,
thích hợp với q trình PTBV của mỗi nước. Quản lý thay đổi cơng nghệ trong
PTBV địi hỏi phải xác định được các nhu cầu, năng lực và các cơ hội, để lựa
chọn các công nghệ phù hợp với điều kiện kinh tế, văn hoá xã hội và môi

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường – Trường Đại học Bách khoa Hà Nội


Luận văn cao học

14

Ngành Công nghệ Môi trường

trường, rồi từ đó thích ứng và triển khai các cơng nghệ trong từng hồn cảnh cụ
thể sao cho thích hợp.
Cơng nghiệp hóa là chìa khố của q trình phát triển kinh tế, nên cần làm gì để
thay đổi quá trình hiện nay sao cho vẫn duy trì được các lợi ích, mà vẫn giảm
thiểu được sự lãng phí về mơi trường ?
CGCN là một quá trình nâng cao nhận thức về các lợi ích của các cơng nghệ hợp
lý mơi trường, tạo ra nhu cầu các công nghệ này, thu thập các thông tin và đánh
giá các giải pháp công nghệ hiện có, tiến tới triển khai lựa chọn cơng nghệ và

quản lý sự thay đổi công nghệ. Ưu tiên lựa chọn công nghệ hợp lý môi trường.
Công nghệ hợp lý môi trường giúp bảo vệ mơi trường, ít gây ơ nhiễm, sử dụng
các nguồn tài nguyên một cách bền vững hơn. Các công nghệ hợp lý về môi
trường bao gồm các quy trình và các cơng nghệ sản xuất tạo ra ít, hoặc khơng có
chất thải, tái chế và tái sử dụng các chất thải.

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường – Trường Đại học Bách khoa Hà Nội


Lun vn cao hc

15

Ngnh Cụng ngh Mụi trng

1.4. Đánh giá Sản xuất sạch hơn và đánh giá công nghệ
Trc õy, việc quản lý chất thải tập trung vào việc xử lý chất thải ở cuối đường
ống, thiết kế các thiết bị xử lý chất thải và thiết bị quản lý ô nhiễm nhằm ngăn
ngừa ô nhiễm môi trường.
Cho đến nay, trên thế giới, Sản xuất sạch đã được chứng minh là có hiệu quả và
hồn tồn áp dụng được cho các ngành công nghiệp, ở các quy mô khác nhau.
Sản xuất sạch hơn được hiểu là một cách nghĩ mới và sáng tạo về sản phẩm và
quá trình sản xuất ra sản phẩm đó bằng cách áp dụng liên tục chiến lược giảm
thiểu tại nguồn sự phát sinh ra các chất thải và phát thải. Sản xuất sạch hơn là
công cụ quản lý, công cụ kinh tế, công cụ môi trường, đồng thời cũng là công cụ
cải thiện chất lượng sản phẩm. Việc áp dụng sản xuất sạch hơn sẽ giúp cho các
doanh nghiệp cơng nghiệp giảm chi phí sản xuất, cải thiện hiện trạng mơi
trường, nâng cao tính cạnh tranh của sản phẩm để có thể hội nhập với khu vực
và quốc tế.
Đó chính là một triết lý mới đã xuất hiện trong thời gian qua, đó là ngăn ngừa và

giảm thiểu chất thải. Câu hỏi đặt ra là làm thế nào để ngăn ngừa sự phát sinh
chất thải ? Làm thế nào để giảm được chất thải ?
Sự chuyển đổi tiến bộ từ xử lý sang ngăn ngừa chất thải có những lợi ích sau
đây:
- Giảm lượng chất thải.
- Giảm tiêu thụ nguyên liệu dẫn đến giảm chi phí.
- Giảm chi phí xử lý chất thải.
- Giảm tiềm năng gây ô nhiễm.
- Cải thiện điều kiện làm việc.
- Nâng cao hiệu quả của quy trình sản xuất.

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường – Trường Đại học Bách khoa Hà Nội


Luận văn cao học

16

Ngành Công nghệ Môi trường

Để ngăn ngừa và giảm phát sinh chất thải, cần xem xét lại quy trình nhằm xác
định nguồn gốc của chất thải, các vấn đề trong vận hành liên quan đến quy trình
và những cơng đoạn có thể cải tiến được.
Để có thể xác định được các cơ hội thực hiện sản xuất sạch hơn, cần phải tiến
hành đánh giá sản xuất sạch hơn. Đánh giá sản xuất sạch hơn là một bước quan
trọng nhằm nâng cao hiệu quả và tối ưu hóa các cơng đoạn trong quy trình sản
xuất. Đánh giá sản xuất sạch hơn là một tiếp cận có hệ thống để kiểm tra quá
trình sản xuất hiện tại và xác định các cơ hội cải thiện q trình đó hoặc cải
thiện sản phẩm. Việc đánh giá sản xuất sạch hơn cho phép nhìn nhận một cách
tồn diện quy trình đang áp dụng nhằm giúp mọi người nắm được quy trình sử

dụng nguyên liệu và tập trung chú ý vào công đoạn có thể giảm được chất thải.
Các thay đổi khơng chỉ đơn thuần là thiết bị, mà còn là các thay đổi trong vận
hành và quản lý.
Việc đánh giá sản xuất sạch hơn tập trung vào:
- Các chất thải phát sinh ở đâu ?
- Các chất thải phát sinh do nguyên nhân nào ?
- Giảm thiểu các chất thải như thế nào ?
Kết quả việc đánh giá sản xuất sạch hơn là danh mục các giải pháp cải thiện hiệu
quả sản xuất và hiện trạng môi trường cho doanh nghiệp. Sau đánh giá sản xuất
sạch hơn, doanh nghiệp cũng có được một kế hoạch thực hiện các giải pháp và
kế hoạch quan trắc kết quả thực hiện.
Các giải pháp không chỉ đơn thuần là cải tiến, thay đổi thiết bị hay cơng nghệ
mà cịn là thay đổi trong vận hành và quản lý. Các thay đổi được gọi là “giải
pháp sản xuất sạch hơn“ có thể được chia thành các nhóm:
- Giảm thiểu tại nguồn.
- Tuần hồn.
- Cải tiến sản phẩm.
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường – Trường Đại học Bách khoa Hà Nội


Luận văn cao học

Ngành Công nghệ Môi trường

17

Giảm chất thải tại nguồn

Tuần hoàn

Quản lý nội vi

Tận thu, tái sử dụng tại chỗ

Kiểm sốt q trình tốt hơn

Tạo ra sản phẩm phụ

Thay đổi nguyên liệu

Cải tiến sản phẩm

Cải tiến thiết bị

Thay đổi sản phẩm

Cơng nghệ sản xuất mới

Thay đổi bao bì

Hình 1. Các nhóm giải pháp sản xuất sạch hơn
Sản xuất sạch hơn thực chất là liên tục rà soát lại một cách có hệ thống q trình
sản xuất để tìm ra các lãng phí khơng cần thiết, giảm được phát thải ra mơi
trường, đồng thời giảm chi phí sản xuất. Như vậy, sản xuất sạch hơn khơng có gì
mới ngồi tính hệ thống và sự duy trì liên tục.
Để sản xuất sạch trở nên bền vững và có hiệu quả, cần phải tuân thủ và áp dụng
một tiếp cận có hệ thống. Khi bắt dầu bằng các nhiệm vụ riêng lẻ, cơng việc có
thể sẽ khá hấp dẫn và các lợi ích ngắn hạn dần dần xuất hiện. Mặc dù vậy, cảm
giác này có thể sẽ giảm đi rất nhanh nếu khơng nhận ra được các lợi ích lâu dài.
Chính vì vậy mà cần có thêm một khoảng thời gian cũng như nỗ lực để đảm bảo

tuân thủ thực hiện theo tiếp cận này một cách có hệ thống và có tổ chức.

Viện Khoa học và Cơng nghệ Mơi trường – Trường Đại học Bách khoa Hà Nội


Lun vn cao hc

18

Ngnh Cụng ngh Mụi trng

1.5. Đánh giá c«ng nghƯ m«i tr-êng
Tác giả John Hay [32] đã đưa ra một mô tả dễ hiểu về phương pháp luận đánh
giá công nghệ môi trường và các bước thực hành.
Theo phương pháp luận này, đánh giá công nghệ môi trường được chia thành 5
bước liên quan chặt chẽ với nhau. Các bước này được thể hiện trên hình 2.

Bước 1:
Mơ tả công nghệ

Bước 2:
Các tác động đến môi trường

Bước 3:
Ước tính các tác động

Bước 4:
Lựa chọn cơng nghệ phù hợp

Bước 5:

Kết luận và kiến nghị

Hình 2. Mơ tả q trình Đánh giá cơng nghệ mơi trường
Mục đích của đánh giá công nghệ môi trường là để:
- Miêu tả công nghệ được xem xét và đề xuất, những lựa chọn thay thế có giá
trị.

Viện Khoa học và Cơng nghệ Mơi trường – Trường Đại học Bách khoa Hà Nội


Luận văn cao học

19

Ngành Công nghệ Môi trường

- Mô tả các tác động mơi trường (vấn đề an tồn đối với người lao động, cộng
đồng dân cư).
- Đưa ra kết quả về công nghệ, kỹ thuật phù hợp trong giới hạn thân thiện môi
trường và khả năng kinh tế.
Các đối tượng quan tâm đến đánh giá công nghệ môi trường bao gồm Chính
phủ, doanh nghiệp và cộng đồng. Đây là ba đối tượng quan tâm đến việc tiến
hành và kết quả của đánh giá công nghệ môi trường với những lý do khác nhau.
Các nhà doanh nghiệp quan tâm để duy trì ưu thế cạnh tranh ở một lĩnh vực nhờ
sử dụng công nghệ. Cộng đồng quan tâm xem công nghệ mới sẽ đem lại những
lợi ích gì. Ngược lại, quan tâm của Chính phủ thể hiện ở quy định đối với các
yêu cầu để bảo vệ khỏi những điều được coi là có hại hoặc tạo ra những lợi ích.
Với ý nghĩa như vậy, Chính phủ đóng vai trị là người điều hịa và kiểm sốt
hoạt động của những đối tượng khác nhau. Việc kết hợp những nhiệm vụ như
vậy dẫn tới nhu cầu tổng hợp đánh giá công nghệ môi trường.

Thông qua đánh giá công nghệ môi trường các doanh nghiệp, Chính phủ và
cộng đồng sẽ thu được các lợi ích:
- Các doanh nghiệp phịng tránh và giảm thiểu được ô nhiễm, thông qua bảo
dưỡng và cải tiến q trình cơng nghệ.
- Chính phủ sẽ giảm được chi phí đối với vấn đề ơ nhiễm cơng nghiệp tràn lan,
lập kế hoạch cho tương lai và quản lý môi trường tốt hơn.
- Cộng đồng chung sẽ đạt được chất lượng cuộc sống cao hơn, giảm được
những rủi ro từ ơ nhiễm cơng nghiệp, duy trì giá trị văn hóa và xã hội.

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường – Trường Đại học Bách khoa Hà Nội


Luận văn cao học

20

Ngành Công nghệ Môi trường

1.6. NhËn xÐt
Như vậy, qua việc tìm hiểu một số phương pháp điển hình về đánh giá cơng
nghệ và các vấn đề mơi trường có liên quan, thấy rằng: Cơng nghệ vừa là
ngun nhân, vừa là một bộ phận quan trọng của hoạt động đánh giá những tác
động và ảnh hưởng đến môi trường. Nhờ so sánh ta thấy nổi lên hai mục đích
của đánh giá cơng nghệ - mơi trường, thứ nhất là nhận dạng ra những hệ quả
mong muốn hoặc không mong muốn của việc sử dụng công nghệ trong một
khung cảnh rộng nhất; thứ hai là khai thác những hướng khả thi để có thể phát
triển và áp dụng cơng nghệ.
Quy trình đánh giá cơng nghệ - mơi trường là một công cụ thực hiện cụ thể một
số giải pháp tập trung vào nhóm mục tiêu giảm chất thải tại nguồn thơng qua
việc phân tích, đánh giá hai nội dung: cải tiến thiết bị và thay đổi công nghệ.

Trong nội dung hạn chế của Luận văn, sẽ vận dụng phương pháp đánh giá tổng
hợp này nhằm góp phần giải quyết vấn đề nước thải trong cơng nghệ mạ kẽm
nóng chảy tại Việt Nam.

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường – Trường Đại học Bách khoa Hà Nội


Lun vn cao hc

21

Ngnh Cụng ngh Mụi trng

Ch-ơng 2

Mô tả kháI quát về công nghệ
mạ kẽm nóng chảy
2.1. Nguyên lý chung của ph-ơng pháp mạ nhúng kim loại
nóng chảy
Kim loi mạ được nung nóng chảy rồi nhúng vật cần mạ (kim loại nền) đã làm
sạch., khi đó kim loại mạ sẽ tạo thành lớp mạ trên bề mặt vật mạ. Ví dụ nhúng
các vật kim loại (nền) bằng thép (Fe) vào kim loại nóng chảy là kẽm (Zn), chì
(Pb), thiếc (Sn),… sẽ được lớp mạ tương ứng trên thép.

2.1.1. Điều kiện áp dụng phương pháp mạ nóng
- Kim loại nóng chảy phải thấm ướt kim loại nền.
- Kim loại mạ phải hòa tan hoặc khuếch tán được vào kim loại nền.
- Nhiệt độ nóng chảy kim loại nền phải cao hơn kim loại mạ.
Vì vậy chỉ những kim loại có nhiệt độ nóng chảy thấp mới có khả năng được
chọn dùng làm lớp mạ nóng cho thép. Ví dụ:

- Kẽm, thiếc, nhôm đáp ứng khá tốt được các yêu cầu của một kim loại mạ.
- Chì khơng thấm ướt thép nên phải lót Sn trước khi mạ Pb lên. Cũng có thể
cho Sn vào Pb nóng chảy để mạ hợp kim Sn - Pb lên nền thép.
Đặc điểm của lớp mạ nhúng nóng là khơng có ranh giới rõ rệt giữa nền và lớp
mạ. Vì ở nhiệt độ cao, giữa kim loại nền và lớp mạ dễ phản ứng hay khuếch tán
vào nhau tạo thành một hay nhiều hợp chất trung gian. Các hợp chất trung gian
này có thể làm tăng hoặc giảm độ gắn bám của lớp mạ.
Ví dụ lớp mạ kẽm nóng trên thép tạo thành một dãy các hợp chất trung gian
FenZnm với các giá trị n và m khác nhau (lớp gần bên trong giầu Fe, lớp gần
ngoài giầu Zn). Trong trường hợp này một số hợp chất trung gian rất cứng và

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường – Trường Đại học Bách khoa Hà Nội


Luận văn cao học

22

Ngành Cơng nghệ Mơi trường

giịn nên đã làm giảm độ bám, làm xấu lớp mạ và gây nhiều trở ngại cho cơng
nghệ mạ kẽm nóng.

2.1.2. Ngun tắc quan trọng của q trình mạ nhúng nóng
- Giảm tối đa các dụng cụ như móc treo, đồ gá,… nhúng kim loại nóng chảy
để tiết kiệm kim loại mạ và nhiệt.
- Bề mặt kim loại nóng chảy trong nồi nấu khơng được để có nhiều xỉ, oxit, tạp
chất.
- Sản phẩm được chọn vị trí treo sao cho dễ thao tác, vật cần mạ phải chìm hẳn
trong bể, thời gian nhúng không nên quá lâu.

- Đưa sản phẩm vào bể với một tốc độ đủ nhanh để nhiệt độ vật mạ được tăng
đều và lớp mạ được đồng đều về thành phần.
- Vớt sản phẩm ra khỏi bể treo theo một góc nghiêng thích hợp để kim loại
lỏng dễ chảy đi, có chỗ thốt tốt để khơng bị đọng cục bộ trên sản phẩm.
- Vật vớt ra phải được làm nguội ngay trong mơi trường có nhiệt độ thích hợp,
để hạn chế quá trình sinh tiếp các chất trung gian, cũng tránh làm lạnh đột
ngột cho sản phẩm, vì dễ gây bong, dộp, nứt,… Ví dụ đối với lớp mạ kẽm,
nhiệt độ mơi trường làm nguội thích hợp nhất là 60 - 800C.
- Sau khi mạ phải thụ động lớp mạ để bảo vệ lớp mạ trước khi đưa ra sử dụng.

2.1.3. Ưu, nhược điểm của phương pháp mạ nhúng kim loại nóng chảy
Phương pháp mạ nhúng nóng đơn giản, cho năng suất cao, cho lớp mạ dày, có
độ bám dính tốt với nền,… nên được dùng khá phổ biến.
Tuy nhiên, phương pháp mạ nhúng nóng có những nhược điểm chính như:
- Tốn nhiều kim loại mạ, sinh nhiều xỉ (oxit kim loại mạ),
- Đối với vật cần mạ có hình thù phức tạp thì lớp mạ thường có độ dày mỏng
không đều.
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường – Trường Đại học Bách khoa Hà Nội