Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sản xuất thép

TẠI SAO PHẢI XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT THÉP?

Sự phát triển của ngành nghề – đặc điểm thôi thúc đẩy mạnh việc xử lý nước thải sản xuất thép

Thép là một hợp kim cứng thành phần chính là Sắt và Carbon và một số nguyên tố hóa học khác. Chính sự góp mặt của các nguyên tố này làm tăng độ cứng của thép. Do đó chúng được ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau.

Ngành sản xuất thép là một ngành có vai trò quan trọng trong quá trình phát triển đất nước theo định hướng công nghiệp hóa hiện đại hóa. Thép gồm hai loại là thép dài và thép dẹt. Đây là nguyên vật liệu đầu vào cho các ngành kinh tế quan trọng của đất nước như: xây dựng, chế tạo cơ khí, công nghiệp ô tô, công nghiệp đóng tàu, công nghiệp dân dụng, …Bên cạnh việc đóng góp quan trọng cho quá trình đô thị hóa đất nước thì cũng tác động nhiều mặt đến sự phát triển kinh tế xã hội của đất nước. Điều này thúc đẩy việc xử lý nước thải sản xuất thép.

Ở Việt Nam hiện nay, có hơn 60 doanh nghiệp sản xuất thép như: Tổng công ty thép Việt nam, Tập đoàn Hòa Phát, Công ty cổ phần gang thép Thái Nguyên, Công ty thép Pomina, … Trong đó, mẻ thép đầu tiên được ra đời tại Công ty thép Thái Nguyên. Sản lượng sản xuất thép của các doanh nghiệp trong nước tăng mạnh theo từng năm. Cụ thể, sản lượng phôi thép liên tục tăng từ năm 2010 đã đạt khoảng 4.3 triệu tấn. Đến năm 2016 đạt 7.8 triệu tấn và năm 2020 đạt 19.9 triệu tấn. Năm 2020 năng lực sản xuất toàn ngành đạt 24 triệu tấn/ năm (Bộ Công thương Việt Nam).

Nếu chưa xử lý nước thải sản xuất thép, nó gây ra những ảnh hưởng gì

Ngành công nghiệp này mang lại nhiều lợi ích trong cuộc sống, tuy nhiên nước thải sản xuất thép phát sinh càng nhiều. Nếu lượng nước thải qua quá trình sản xuất không được xử lý mà bị thải trực tiếp ra môi trường thì sẽ gây ra ảnh hưởng đến con người và gây ô nhiễm môi trường như:

• Nước thải có chứa các kim loại nặng là các chất độc gây hại cho vi sinh và cá trong môi trường nước. Chúng ảnh hưởng đến quá trình hô hấp của các loài động vật thủy sinh, tiêu diệt các sinh vật phù du, tạo ra sự tích tụ sinh học đáng lo ngại thông qua chuỗi thức ăn.
• Các chất độc hại thải trực tiếp ra môi trường thì chúng sẽ thấm vào đất và nước ngầm. Sau đó theo chuỗi thức ăn xâm nhập vào cơ thể con người và các sinh vật xung quanh thông qua việc ăn uống. Ngoài ra cũng gây ảnh hưởng đến cây trồng, vật nuôi và canh tác nông nghiệp.

Như vậy, ta thấy rằng đi cùng với sự phát triển của ngành thép thì lượng nước thải sản xuất thép phát sinh sẽ ngày càng nhiều, nếu không được xử lý thì sẽ gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng đến con người. Đó là mối nguy hại rất lớn, cần phải có những biện pháp xử lý phù hợp để đảm bảo chất lượng đầu ra.

Quy trình sản xuất thép – các công đoạn mấu chốt tạo ra nước thải sản xuất thép cần xử lý 

Các công đoạn sản xuất có thể tạo ra nước thải sản xuất thép

Sản xuất sắt: Quặng sắt, than cốc, đá vôi được xử lý và đưa vào lò nung để nấu thành kim loại nóng chảy hoặc gang lỏng.

Sản xuất thép: Gang lỏng được đưa vào Lò thổi hoặc thép vụn được đưa vào Lò hồ quang điện. Tại đây tạp chất sẽ bị loại bỏ và phản ứng hóa học được tạo ra để sản xuất các loại thép khác nhau.

Đúc liên tục: Thép sẽ được đông lại thành thép bán thành phẩm, bao gồm phôi vuông và phôi dẹt.

Cán thép: Các sản phẩm bán thành phẩm được đưa đến nhà máy đặc thù để tạo ra những sản phẩm thép khác nhau, phôi vuông và phôi dẹt sẽ là nguyên liệu cho quá trình sản xuất thép dài, thép dẹt.

Sản phầm chính: Thép thành phẩm được xử lý để tạo thành những sản phẩm cuối cùng cho nguời tiêu dùng.

THÀNH PHẦN NƯỚC THẢI SẢN XUẤT THÉP

Thành phần nước thải sản xuất thép được xác định bằng cách lấy mẫu nước và phân tích một số chỉ tiêu theo quy định. Đặc trưng nước thải thép có thể kham khảo ở Bảng sau.

Bảng. Các thông số đặc trưng trong nước thải sản xuất thép

STT	Thông số ô nhiễm	Đơn vị	Giá trị
1	pH	–	6-8
2	COD	mg/L	350-500
3	BOD	mg/L	250-400
4	Chất rắn lơ lửng (SS)	mg/L	400-600
5	Tổng Coliforms	MPN/100mL	105
6	Crom	mg/L	3-5
7	Magan	mg/L	3-5
8	Niken	mg/L	3-5
9	Đồng	mg/L	6-8
10	Asen	mg/L	0.5-1
11	Kẽm	mg/L	10-12
12	Sắt	mg/L	14-15.5
13	Dầu mỡ	mg/L	25-35

 

QUY CHUẨN QUY ĐỊNH ĐẦU RA CỦA NƯỚC THẢI SẢN XUẤT THÉP

Khi nhà máy sản xuất nằm trong khu công nghiệp thì tiêu chuẩn xả thải phụ thuộc và khu công nghiệp đề ra.

Khi nhà máy nằm ngoài khu công nghiệp, tiêu chuẩn xả thải phải tuân theo QCVN 52:2017/BTNMT.

Bảng. Giá trị C của các thông số ô nhiễm trong nước thải của Khu liên hợp sản xuất gang thép để làm cơ sở tính giá trị tối đa cho phép (QCVN 52:2017/BTNMT)

STT	Thông số	Đơn vị	Giá trị C
			A	B
1	Nhiệt độ	0C	40	40
2	pH	–	6 đến 9	6 đến 9
3	Độ màu	Pt/Co	50	150
4	BOD5	mg/L	30	50
5	COD	mg/L	75	150
6	Chất rắn lơ lửng	mg/L	50	100
7	Tổng dầu mỡ khoáng	mg/L	5	10
8	Crom tổng	mg/L	0.2	0.5
9	Chì (Pb)	mg/L	0.1	0.5
10	Kẽm	mg/L	3	3
11	Niken (Ni)	mg/L	0.2	0.5
12	Cadmi (Cd)	mg/L	0.05	0.1
13	Crom (VI)	mg/L	0.05	0.1
14	Đồng (Cu)	mg/L	2	2
15	Sắt (Fe)	mg/L	1	5
16	Mangan (Mn)	mg/L	1	2
17	Thủy ngân (Hg)	mg/L	0.005	0.1
18	Florua (F–)	mg/L	5	10
19	Sunfua (S2-)	mg/L	0.2	0.5
20	Tổng Nito	mg/L	20	60
21	Tổng phốtpho	mg/L	4	6
22	Tổng Xyanua	mg/L	0.1	0.5
23	Tổng phenol	mg/L	0.1	0.5
24	Amoni (tính theo N)	mg/L	5	10

Cột A quy định giá trị C của các thông số ô nhiễm trong nước thải công nghiệp sản xuất thép khi xả vào nguồn nước được dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt.

Cột B quy định giá trị C của các thông số ô nhiễm trong nước thải công nghiệp sản xuất thép khi xả vào nguồn nước không dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt.

THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT THÉP

Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải sản xuất thép

Trong quá trình sản xuất, nước thải sản xuất thép phát sinh đa phần ở công đoạn làm mát, nước làm mát thường bị nhiễm các kim loại nặng và các chất độc hại như thủy ngân, xyanua, phenol,… và một số chất hữu cơ khác. Ngoài ra nguồn nước thải còn phát sinh từ sinh hoạt của công nhân. Với đặc điểm của ngành, nước thải sản xuất thép cần phải được kiểm soát chặt chẽ trước khi thải ra môi trường để giảm thiểu những tác động của nước thải gây ra. Cần lựa chọn công nghệ xử lý phù hợp với thành phần nước thải, đảm bảo được chất lượng đầu ra, góp phần ngăn chặn vấn đề ô nhiễm môi trường.

Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải thép

Thuyết minh sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải sản xuất thép

Bước 1

Nước thải từ quá trình làm mát sẽ theo mạng lưới thu gom qua song chắn rác và chảy vào hố thu gom. Song chắn rác thô đặt trước hố thu nhằm loại bỏ các tạp chất có kích thước lớn ra khỏi nước thải. Sau đó nước thải sẽ được bơm lên tháp giải nhiệt.

Tháp giải nhiệt: có chức năng giải nhiệt theo nguyên lý nước nóng xả đều trên bề mặt tấm tản nhiệt, thông qua luồng không khí và hơi nước nóng luân chuyển tiếp xúc với nhau, nước nóng và luồng không khí sản sinh trao đổi nhiệt với nhau. Đồng thời, bộ phận nước nóng bị bốc hơi, hơi nước nóng được hòa vào trong không khí, sau đó nước nóng được giải nhiệt và chảy xuống bể tách dầu mỡ để loại bỏ dầu mỡ và nước thải tiếp tục tự chảy qua bể điều hòa.

Bước 2:

Bể điều hòa: được thiết kế nhằm cân bằng lưu lượng cũng như nồng độ các chất ô nhiễm có trong nước thải. Nó được cấp khí thông qua hệ thống máy thổi khí, ống và đĩa phân phối khí, việc cấp khí giúp nước thải được khuấy trộn đều, làm ổn định nồng độ các chất ô nhiễm có trong nước thải. Giúp hệ thống xử lý phía sau vận hành ổn định mà không cần phải điều chỉnh nhiều.Sau đó nước thải được bơm sang cụm keo tụ tạo bông.

Bước 3:

Cụm keo tụ tạo bông: hóa chất điều chỉnh pH (NaOH) được châm vào để điều chỉnh pH tới giá trị tối ưu, song song đó cho hoá chất keo tụ vào nước thải mang điện tích dương (+) phèn Nhôm được châm vào bể với liều lượng nhất định và được kiểm soát chặt chẽ bằng các thiết bị điện tử, chất trợ keo tụ là các Polymer âm (-) kết hợp với hệ keo mang ion dương giúp cho quá trình lắng các bông bùn xảy ra nhanh hơn.

Bước 4:

Dưới tác dụng của hệ thống cánh khuấy các hóa chất được hòa trộn đều vào trong nước thải, trong điều kiện môi trường thuận lợi cho quá trình keo tụ, hóa chất keo tụ và các chất ô nhiễm trong nước thải tiếp xúc, tương tác với nhau, hình thành nên những bông cặn. Hỗn hợp nước và bông cặn hữu dụng tự chảy sang bể lắng hóa lý.

Bể lắng nước thải được phân phối vào vùng phân phối nước, các bông cặn được lắng theo phương pháp lắng trọng lực, các bông bùn này có khối lượng riêng lớn hơn nước nên tự lắng xuống tại vùng chứa cặn của bể lắng.

Bước 5:

Bể khử trùng: nước sạch được thu ở phía trên máng thu của bể lắng chảy vào, tại đây các vi sinh vật gây bệnh sẽ bị tiêu diệt bằng NaOCl. Nước thải sẽ chảy qua bể trung gian và được bơm lên bồn lọc áp lực để loại bỏ hoàn toàn lượng cặn lơ lửng còn lại trong nước sau lắng, lọc áp lực với vật liệu là cát thạch anh và than Anthracite. Nước rửa lọc sẽ được chuyển về bể điều hòa tiếp tục xử lý.

Bước 6:

Bùn dư sinh ra từ bể lắng được bơm về bể chứa bùn. Tại công trình đơn vị này, bùn lắng ở đáy bể sẽ được bơm qua máy ép bùn, phần bùn khô sẽ được các đơn vị xử lý chất thải rắn thu gom xử lý. Nước tách ra từ bề mặt bể chứa bùn sẽ chuyển về lại bể điều hòa để tiếp tục quá trình xử lý.

KẾT LUẬN VỀ VIỆC THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT THÉP

Có thể thấy rằng, trong quy trình sản xuất thép công đoạn làm mát là công đoạn phát sinh nước thải, tuy lượng nước thải này phát sinh ít, nhưng nếu không được xử lý mà thải ra môi trường thì chúng sẽ gây hại cho sức khỏe của con người và sinh vật. Do vậy thiết kế hệ thống xử lý nước thải sản xuất thép là điều quan trọng đối với các nhà máy sản xuất thép.

Ngoài ra, chúng tôi còn cung cấp các loại máy xử lý nước thải khác với đa dạng các loại công suất, phù hợp mọi nhu cầu xử lý nước thải của bạn. Vui lòng xem thêm >TẠI ĐÂY<. Nếu có bất kì thắc mắc nào vui lòng  LIÊN HỆngay với chuyên viên của WeMe để được tư vấn, hỗ trợ kịp thời.

CÔNG TY CỔ PHẦN NĂNG LƯỢNG WEME

Trụ sở chính	: 124/1 Lý Thường Kiệt, Phường 7, Quận Gò Vấp, Tp. Hồ Chí Minh
Điện thoại	: 0906.653.007
Email	: wemecompany@gmail.com
Fanpage	: Môi Trường WeMe
Chuyên viên tư vấn	: 0824.653.007