Khí thải nghành công nghiệp tôn tráng kẽm

GIỚI THIỆU **** Để phục vụ cho đời sống của con người, các nghành công nghiệp ngày càng phát triển. Bên cạnh dó, nghành công nghiệp tôn tráng kẽm cũng phát triển để đáp ứng cho nghành xây dựng. Trong quá trình sản xuất, sự phát sinh chất thải đặc biệt là khí thải đã góp phần tác động đến môi trường và đời sống của con người, gây những hậu quả nghiêm trọng đến sức khoẻ. Môi trường bị suy thoái, mất cân bằng sinh thái. Hiện nay, tuy đa số các xí nghiệp sản xuất đã xây dựng hệ thống xử lý khí thải trước khi thải ra môi trường bên ngoài nhưng hiệu quả chưa cao, nồng độ các chất ô nhiễm vẫn trên mức độ cho phép. Hậu quả tất yếu là môi trường ngày càng bị tàn phá, con người dễ nhiễm các bệnh về đường hô hấp. Đứng trước những nguy hại môi trường, cần có những biện pháp khắc phục có hiệu quả nhất và kinh tế nhất. I-QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 1/ Quy trình sản xuất : Sơ đồ sản xuất Thép cuộn Tẩy rỉ Rửa Sấy Bể kẽm nóng chảy Làm nguội Cắt Dập Tôn HCl(5 –12%) H2O Hơi nóng Bổ sung S NH4Cl Thép cuộn sau khi được tẩy sạch rỉ bằng dung dịch HCl 5- 12%, sẽ được rửa lại bằng nước và thổi khí nóng sấy khô, kết thúc giai đoạn chuẩn bị. Tại bể kẽm nóng chảy, quá trình tráng kẽm được thực hiện. Đầu tiên, kẽm thỏi được cho vào bể nung cùng với một lượng chì thích hợp, quá trình này giúp cho kẽm dễ nóng chảy hơn. Ngoài ra, để giảm quá trình oxy hoá bề mặt và giúp tăng độ bóng sản phẩm, một lượng S được phun lên bề mặt tôn đã tráng kẽm. Sau khi ra khỏi bể kẽm nóng chảy, tôn được làm nguội, và được đưa đi cắt, dập thành sản phẩm tôn tráng kẽm. 2/Nguyên liệu đầu vào của quá trình sản xuất: Bao gồm: Nguyên liệu : Zn, Pb, NH4Cl, H2O, HCl,Thép cuộn Nhiên liệu : dầu FO. 3/Sản phẩm đầu ra của quá trình sản xuất Bao gồm: Sản phẩm. Chất thải rắn : xỉ kẽm. Nước thải: nước rửa, nước làm nguội. Khí thải: SOx, NOx, NH3, COx, THC, bụi kim loại. II-Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ VÀ CÁC BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC 1/ Các tác nhân gây ô nhiễm. Tại bể Zn nóng chảy. Zn + NH4Cl ZnCl2 + NH3 Zn + S ZnS S + O2 SO2 Ngoài NH3, SO2 được thải ra còn có một lượng bụi( ZnS, ZnCl2,và các loại bụi khác.) 2/ Nguồn ô nhiễm từ quá trình đốt. Theo WHO, khối lượng các chất gây ô nhiễm sinh ra khi đốt một tấn nhiên liệu: SOx NOx CO THC Bụi 185.0 kg/tấn nl 7.00kg/tấn nl 0.025kg/tấn nl 0.33kg/tấn nl 2.6kg/tấn nl 3/Độc tính của các khí thải. Cacbondioxyt (CO2) : _ Với những nồng độ thấp, CO2 gây ra trầm uất, tức giận, ù tai, có thể ngạt. Hô hấp và nhịp tim chậm lại do tác dụng của CO2 lên tế vị, da xanh tím, các đầu ngón tay, chân lạnh, có thể tử vong. _ Với nồng độ cao 10% CO2, trong một phút gây nhức đầu, rối loạn thị giác, mất tri giác. Từ 20 – 30%, ngoài các hiện tượng trên còn thấy không tri giác, thở chậm, tim đập yếu, cuối cùng ngừng thở trước khi tim ngừng đập. _ Hậu quả tiếp xúc CO2 : Nồng độ Hậu quả 5 ‰ 15‰ (30 – 60) ‰ (80 – 100) ‰ (100 – 300) ‰ 350‰ Gây khó chịu về hô hấp. Không thể làm việc được. Có thể nguy hiểm tính mạng. Có hiện tượng ngạt thở. Gây ngạt thở ngay. Chết người. (Nguồn: Độc chất chất học công nghiệp và dự phòng nhiễm độc trong sản xuất – Hoàng văn Bính – Viện vệ sinh y tế công cộng) - Một số tai nạn do nhiễm độc CO2 : + Đào hố móng ở công trường Nhà máy Thuỷ điện Thác Bà : 3 người bị tai nạn thì 2 người chết. Nồng độ CO2 đáy hố 24% (O2 = %). + Cống ngầm ven đường lớn khu mỏ Apatit Lào Cai, ôtô qua lại thường xuyên, chiều sâu 2m. Nồng độ CO2 là 10%, O2 là 12% b.Sunfua dioxyt (SO2) : - Trong thực tế ô nhiễm không khí, SO2 là chất ô nhiễm hàng đầu, thường được quy kết là một trong các nguyên nhân quan trọng gây tác hại sức khoẻ cho dân sống ở đô thị và các khu công nghiệp. - SO2 kích ứng các niêm mạc mắt và các đường hô hấp trên + Ở cường độ cao SO2 gây viêm kết mạc, bỏng, đục giác mạc. + Trường hợp tiếp xúc ào ạt với SO2 có thể làm chết người do ngừng hô hấp. Nếu được cứu khỏi chết, nạn nhân bị viêm phế quản, viêm phế quản phổi. Có thể co thắt phế quản. + Tác hại của SO2 đối với chức năng phổi nói chung rất mạnh khi có mặt của các hạt bụi trong không khí thở - Độc tính của SO2 : Triệu chứng Theo Henderson Haggard Theo Lehmann Hess mg/m3 ppm(cm3/m3) Ppm Chết nhanh từ 30’ – 1h Nguy hiểm sau khi hít thở 30’ – 1h Kích ứng đường hô hấp, ho Giới hạn độc tính Giới hạn ngửi thấy 1300 – 1000 260 – 130 50 30 – 20 13 - 8 500 – 400 100 – 50 20 12 – 8 5 - 3 665 – 565 165 – 130 10 (Nguồn: Độc chất chất học công nghiệp và dự phòng nhiễm độc trong sản xuất – Hoàng văn Bính – Viện vệ sinh y tế công cộng) _ SO2 trong không khí hít vào nhanh chóng bị hấp thụ khi tiếp xúc với bề mặt ẩm ướt của các đường hô hấp, chuyển thành các dạng khác nhau (H2SO3, SO32- ) rồi vào tuần hoàn, nhưng tác dụng chính gây ra là ở đường hô hấp. Người ta cho rằng SO2 hít vào được giải độc trong phần lớn các cơ quan bởi các men thành thiosunfonat, thấy trong huyết tương và sunfat thấy trong nước tiểu. Amoniac (NH3) : _ Nhiễm độc cấp tính : gây kích ứng đường hô hấp Nitơ Oxyt (NOx) : _ Đối với máu : + NOx kết hợp với Hemoglobin (Hb) tạo thành Methemoglobin (Met Hb) làm cho Hb không vận chuyển được oxy cho cơ thể hô hấp, làm ngạt thở. + Nồng độ Met Hb cao trong máu biểu hiện bằng tím tái, ngay khi Met Hb từ 10 – 15% trong tổng số Hb. Nạn nhân bị xanh tái đặc biệt. _ Đối với phổi : + NOx là một anhydrit axit, nó có tác dụng với hơi nước của không khí ẩm chứa trong các vùng trên và dưới của bộ máy hô hấp, tác hại trên bề mặt phổi và gây ra các tổn thương ở phổi. _ Trong môi trường công nghiệp, tiếp xúc 10’ với nồng độ 9,4 mg/m3 (5ppm) gây ra rối loạn đường hô hấp, với 169 mg/m3 (90 ppm) : phù phổi. _ Triệu chứng lâm sàn khi hit phải NOx : khó chịu ở ngực, mệt mỏi, nhức đầu,đau bụng, khó thở. Sau một thời gian dẫn đến phù phổi cấp, tím tái, biểu hiện co giật và hôn mê, có thể tử vong. Cacbon Oxyt (CO) : _ Trong cơ thể, CO tác dụng lên hệ thống thần kinh và dẫn tới các rối loạn hô hấp tế bào, các rối loạn trương lực cơ, các rối loạn hô hấp tế bào và các rối loạn tim mạch nghiêm trọng. _ Liên quan giữa nồnh độ CO, COHb trong máu và các triệu chứng (G.O Lindgren, 1971) : CO trong không khí (ppm) COHb Triệu chứng chính 50 100 250 500 1000 10000 7 12 25 45 60 95 Nhiễm độc nhẹ. Nhiễm độc vừa phải, chóng mặt. Nhiễm độc nặng và chóng mặt. Buồn nôn, nôn, đột quỵ, Hôn mê Chết. (Nguồn: Độc chất chất học công nghiệp và dự phòng nhiễm độc trong sản xuất – Hoàng văn Bính – Viện vệ sinh y tế công cộng) Tỉ lệ COHb 5-10% : xuất hiện các rối loạn đầu tiên oxy tạm thời tăng lên, ảnh hưởng tim, biến đổi điện tâm đồ. Ơû người nghiện thuốc lá, trong máu có 2-10% COHb, trung bình 7% COHb, hậu quả ảnh hưởng đến sức khoẻ : giảm thị lực về ban đêm, khó thở khi phải gắng sức cơ bắp … trong khi đó người không hút thuốc lá trong đó chỉ có 1% COHb. (Nguồn: Độc chất chất học công nghiệp và dự phòng nhiễm độc trong sản xuất – Hoàng văn Bính – Viện vệ sinh y tế công cộng) 4/ Hậu quả ảnh hưởng đến môi trường. Ngoài những tác động trực tiếp lên sức khoẻ cộng đồng như đã trình bày ở phần trên, khí thải chứa các thành phần ô nhiễm của quá trình sản xuất tôn tráng kẽm ảnh hưởng đến và gây những tác động lớn đến môi trường xung quanh, như: Mưa acid, do trong khí thải có chứa oxyt lưu huỳnh, oxýt nitơ kết hợp với hơi nước sinh ra acidsunfuric, acid nitric nồng độ loãng (pH< 5.6 ) rồi theo mưa rơi xuống. Hậu quả của mưa acid: Rừng bị huỷ diệt do lá cây bị tổn thương, trở ngại quá trình quang hợp, ngoaiøra mưa acid còn làm đất mất chất dinh dưỡng, vi sinh vất khả năng cố định đạm và phân huỷ chất hữu cơ, làm giảm độ màu mỡ của đất. Nước hồ bị acid hoálàm cho các sinh vật sống trong môi trường nước bị tiêu diệt, mất cân bằng sinh thái. Aûnh hưởng đến nông nghiệp, sản lượng nông nghiệp bị giảm. Gây ăn mòn kim loại, các công trình kiến trúc, cơ sở hạ tầng, các loại vật liệu khác. Hiệu ứng nhà kính: nồng độ khí CO2 trong khí quyển tăng cao, giữ lại bức xạ nhiệt hồng ngoại từ trái đất. Làm nhiệt độ trái đất nóng lên, băng ở hai cực tan khiến cho mực nước biển dâng cao hơn. Ngoài ra sự tích tụ của các khí ô nhiễm còn gây ra hiện tượng đảo nhiệt. 5/ Biện pháp khắc phục: Aùp dụng công nghệ sản xuất sạch để giảm thiểu ô nhiễm. Xây dựng hệ thống xử lý khí thải gồm: - Bộ phận chụp hút để thu toàn bộ khí thải sinh ra. - Dẫn toàn bộ khí thải qua thiết bị lọc tay áo để loại bụi ( trong thành phần bụi có chứa Zn nên có thể thu hồi, tận dụng. - Sử dụng các phương pháp khác như hấp thu, để giảm nồng độ ô nhiễm của khí thải trước khi thải ra môi trường xung quanh. Thay đổi công nghệ đốt để hiệu xuất đốt cao hơn, giảm hàm lượng CO, THC. Trồng cây xanh xung quanh khu vực sản xuất và quanh nhà máy. Kết hợp luật pháp và hành chính : người gây ô nhiễm phải trả tiền. Qui hoạch bố trí các xí nghiệp sản xuất tôn tráng kẽm hợp lý. Tuyên truyền giáo dục cộng đồng. IV/ KẾT LUẬN: Tóm lại, nếu các nhà môi trường đang rất quan tâm, lo lắng về vấn đề giảm thiểu và xử lý chất thải rắn _ chất thải nguy hại của các ngành công nghiệp nói chung và công nghiệp tôn tráng kẽm nói riêng thì các nha môi trường cũng không thể xem nhẹ những tác hại mà khí thải công nghiệp mang đến cho con người. Sự có mặt của chúng trong bầu khí quyển đã kéo theo hàng loạt các thảm họa về môi trường và sức khoẻ cộng đồng. Và nay không còn dừng lại ở mối quan tâm, trách nhiệm của các nhà môi trường mà đã là sự quan tâm và trách nhiệm của toàn xã hội . Nếu thực tế mỗi tháng lượng chất thải rắn, chất thải nguy hại của ngành công nghiệp tôn tráng kẽm tại TP.HCM sinh ra là 80 tấn thì chỉ tính riêng cho NH4 cũng sinh ra một lượng tương đương 5000 m3 đo ở dktc. Chỉ mới có vậy thôi cũng đủ thấy được vấn đề giảm thiểu ô nhiễm môi trường là cần thiết và cấp bách. Chúng ta hãy “phát triển “ trong nguyên tắc của phát triển bền vững. PHỤ LỤC TCVN 6991:2001 BẢNG 1 Nồng độ cho phép của chất vô cơ trong khí thải công nghiệp ứng với lưu lượng khác nhau và trình độ công nghệ , thải ra trong khu công nghiệp (Kv = 1) Đơn vị tính bằng miligam trên mét khối khí thải ở điều kiện tiêu chuẩn (mg/Nm3) TT Tên Công nghệ cấp A KCN=0.6 Công nghệ cấp B KCN=0.75 Công nghệ cấp C KCN=1 Q1 Ko=1 Q2 Ko=0.75 Q3 Ko=0.5 Q1 Ko=1 Q2 Ko=0.75 Q3 Ko=0.5 Q1 Ko=1 Q2 Ko=0.75 Q3 Ko=0.5 1 Chì 6 4.5 3 7.5 5.625 3.75 10 7.5 5 2 Kẽm 18 13.5 9 22.5 16.875 11.25 30 22.5 15 3 CO 300 225 150 375 281.25 187.5 500 375 250 4 SO2 300 225 150 375 281.25 187.5 500 375 250 5 NOx(Các nguồn) 600 450 300 750 562.5 375 1000 750 500 6 HNO3 42 31.5 21 52.5 39.375 26.25 70 52.5 35 7 Amoniac 60 45 30 75 56.25 37.5 100 75 50 TCVN 6992:2001 BẢNG 2 Nồng độ cho phép của chất vô cơ trong khí thải công nghiệp ứng với lưu lượng khác nhau và trình độ công nghệ , thải ra trong vùng đô thị (Kv = 0.8 ) Đơn vị tính bằng miligam trên mét khối khí thải ở điều kiện tiêu chuẩn (mg/Nm3) TT Tên Công nghệ cấp A KCN=0.6 Công nghệ cấp B KCN=0.75 Công nghệ cấp C KCN=1 Q1 Ko=1 Q2 Ko=0.75 Q3 Ko=0.5 Q1 Ko=1 Q2 Ko=0.75 Q3 Ko=0.5 Q1 Ko=1 Q2 Ko=0.75 Q3 Ko=0.5 1 Chì 4.8 3.6 2.4 6 4.5 3 8 6 4 2 Kẽm 14.4 10.8 7.2 18 13.5 9 24 18 12 3 CO 240 180 120 300 225 150 400 300 200 4 SO2 240 180 120 300 225 150 400 300 200 5 NOx(Các nguồn) 480 360 240 600 450 300 800 600 400 6 HNO3 33.6 25.2 16.8 42 31.5 21 56 42 28 7 Amoniac 48 36 24 60 45 30 80 60 40 TCVN 6993:2001 BẢNG 3 Nồng độ cho phép của chất vô cơ trong khí thải công nghiệp ứng với lưu lượng khác nhau và trình độ công nghệ , thải ra trong vùng nông thôn và miền núi (Kv = 1.2 ) Đơn vị tính bằng miligam trên mét khối khí thải ở điều kiện tiêu chuẩn (mg/Nm3) TT Tên Công nghệ cấp A KCN=0.6 Công nghệ cấp B KCN=0.75 Công nghệ cấp C KCN=1 Q1 Ko=1 Q2 Ko=0.75 Q3 Ko=0.5 Q1 Ko=1 Q2 Ko=0.75 Q3 Ko=0.5 Q1 Ko=1 Q2 Ko=0.75 Q3 Ko=0.5 1 Chì 7.2 5.4 3.6 9 6.75 4.5 12 9 6 2 Kẽm 21.6 16.2 10.8 27 20.25 13.5 36 27 18 3 CO 360 270 180 450 337.5 225 600 450 300 4 SO2 360 270 180 450 337.5 225 600 450 300 5 NOx(Các nguồn) 720 540 360 900 675 450 1200 900 600 6 HNO3 50.4 37.8 25.2 63 47.25 31.5 84 63 42 7 Amoniac 72 54 36 90 67.5 45 120 90 60 TCVN 5937-1995 BẢNG 4 Giá trị giới hạn các thông số cơ bản trong không khí xung quanh (mg/m3) TT Thông số Trung bình 1 giờ Trung bình 8 giờ Trung bình 24 giờ 1 2 3 4 5 CO NO2 SO2 Pb Bụi lơ lững 40 0.4 0.5 - 0.3 10 - - - - 5 0.1 0.3 0.005 0.2 TCVN 5939- 1995 BẢNG 5 Giá trị giới hạn tối đa cho phép của bụi và các hợp chất vô cơ trong khí thải công nghiệp (mg/m3) TT Thông số Giá trị giới hạn A B 1 2 3 4 5 6 7 8 Bụi khói do nấu kim loại Chì Kẽm CO SO2 NOx(Các nguồn) HNO3 Amoniac 400 30 150 1500 1500 2500 2000 300 200 10 30 500 500 1000 70 100 Chú thích : Giá trị giới hạn ở cột A áp dụng cho các cơ sở đang hoạt động Giá trị giới hạn ở cột B áp dụng cho tất cả các cơ sở kể từ ngày cơ quan quản lý môi trường quy định. Mục lục I GIỚI THIỆU II QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 1) Quy trình sản xuất 2) Nguyên vật liệu đầu vào của quá trình sản xuất 3) Sản phẩm đầu ra III Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ , CÁC VẤN ĐỀ VÀ CÁC BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC 1) Các tác nhân gây ô nhiễm a) Nguồn ô nhiễm từ quy trình b) Nguồn ô nhiễm từ quá trình đốt 2) Độc tính của khí thải 3) Các hậu quả ảnh hưởng môi trường 4) Biện pháp khắc phục III KẾT LUẬN PHỤ LỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO Các quá trình và thiết bị hóa học (T13) - Kỹ thuật xử lý chất thải – Nguyễn Văn Phước – Trường DHBK TP.HCM Độc chất học công nghiệp và dự phòng nhiễm độc trong sản xuất – Viện vệ sinh y tế công cộng Ô nhiễm không khí và tiếng ồn – Đặng Quốc Bình