Thiết kế hệ thống xử lý nước thải sản xuất sắt thép

Quy trình sản xuất sắt thép

Hình 1: Công nghệ sản xuất thép

Tại sao phải xử lý nước thải sản xuất sắt thép?

Nguyên nhân cá chết hàng loạt tại miền trung

Hàng trăm chuyên gia hàng đầu trong và ngoài nước đã tiến lấy mẫu phân tích và đi đến kết luận trong nguồn nước thải của Công ty TNHH Gang thép Hưng Nghiệp Formosa Hà tĩnh (FHS) có chứa các độc tố gây hại cho sinh vật chủ yếu là Phenol, Cyanua, Hydroxit Sắt vượt quá mức cho phép gây ra tình trạng cá chết hàng loạt tại 4 tỉnh miền Trung, Việt Nam.

Phenol

Phenol là hợp chất hữu cơ rẻ tiền, được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp như sản xuất thép, sản xuất nhưa, cao su, hóa dược, sơn…

Phenol chất trung gian để sản xuất các hóa chất khác như caprolactam, dùng làm nylon, sợi polyeste, và bisphenol A, được dùng làm epoxy và nhựa.

Phenol có thể gây độc cho tất cả sinh vật làm giảm tuổi thọ và khả năng sinh sản. Khác với kim loại nặng, phenol không tích lũy được trong cơ thể người mà bị phân hủy tương đối nhanh. Số liệu cho thấy người thường tiếp xúc phenol có khả năng bị tim mạch cao hơn người thường.

Phenol gây độc hại tới cơ thể con người thông qua tiêu hóa, hấp thụ da. Triệu chứng nhiễm độc phenol là thở nhanh, nhiệt độ cơ thể giảm, tím tái, yếu cơ, mạch đập nhanh, hôn mê. Khi bị suy hô hấp có thể dẫn đến tử vong.

Cyanua

Cyanua là hóa chất được sử dụng trong các ngành công nghiệp như sản xuất sắt, thép, công nghiệp hóa chất hay xử lý nước thải. Cyanua và các hợp chất cyanua có mặt trong thành phần của thuốc trừ sâu, nhựa, mạ điện và khai thác mỏ.

Theo nghiên cứu cá và các loài sinh vật sống dưới nước đặc biệt nhạy cảm với cyanua. Nồng độ cyanua  5-7,2 mg/mỗi lít nước có khả năng làm giảm khả năng bơi và ức chế sinh sản ở nhiều loài cá. Từ 20-76 mg/lít nước gây chết cá, nồng độ vượt quá 200 mg mỗi lít gây độc với tất cả các loài cá.

Triệu chứng nhiễm xyanua là đau đầu, chóng mặt, buồn ngủ, mạch yếu, thở nhanh, mặt đỏ, buồn nôn và nôn mửa. Nặng hơn có thể xảy ra co giật, giãn đồng tử, nhịp tim chậm, nhiệt độ cơ thể giảm xuống, hôn mê và tử vong.

Cyanua là chất cực độc, nguy hiểm và cực kỳ khó xử lý. Khoảng 50-200 mg cyanua có thể đầu độc chết một người khỏe mạnh.

Hydroxit sắt

Sắt II bị oxy hóa thành sắt III trong môi trường nước biến, sau đó lại bị thủy phân thành oxit sắt dạng huyền phù. Chúng có thể hấp thu được một số chất độc hại có trong nước thải, mang đi các nơi xa hơn, sau đó lắng xuống đáy biển gây ra các tác động độc hại thứ cấp.

Tuy nhiên, sắt không phải chất độc nên không ảnh hưởng đến việc tắm hay bất kỳ hoạt động trên biển nào của con người.

Ngoài 3 hóa chất trên, trong quá trình sản xuất, nhà máy Formosa còn thải ra các kim loại nặng khác.

Công nghệ xử lý nước thải sản xuất sắt thép

Với thành phần nước thải chứa nhiều hóa chất độc hại không thích hợp tiến hành xử lý sinh học, công ty Hòa Bình Xanh đề nghị quy trình công nghệ xử lý nước thải sắt thép áp dụng phương pháp hóa lý như sau:

Hình 2: Công nghệ xử lý nước thải sản xuất sắt thép

Thuyết minh quy trình công nghệ xử lý nước thải sản xuất sắt thép:

Nước thải đầu vào theo hệ thống thu gom được dẫn về hố thu. Hố thu thường có kích thước sâu để thu gom nước thải, trong hố thu bố trí bơm chìm để bơm nước thải sang bể điều hòa, bể điều hòa có tác dụng điều hòa tính chất và lưu lượng nước thải trong quá trình sản xuất.

Tại bể điều hòa, một dàn ống sục khí được bố trí dưới đáy với mục đích là khuấy trộn, tại đây nước thải được trộn lẫn, làm đều nước thải trên toàn diện tích bể, ngăn ngừa hiện tượng lắng cặn ở bể, sinh ra mùi khó chịu.

Bể tách dầu mỡ: tách các chất hữu cơ không tan trong nước

Bể keo tụ tạo bông: đây là loai bể kết hợp giữa phương pháp hóa học và cơ học. Trong quá trình này phải thêm vào bể một lượng phèn nhôm nhất định để tạo khả năng kết dính giữa các hạt lơ lửng (hydroxit sắt II). tập hợp các cặn nhỏ thành cặn lớn dễ tách. Mục đích của quá trình này là loại bỏ cặn trong bể lắng tiếp theo. Trong bể keo tụ tạo bông sẽ xảy ra 2 quá trình:

• Keo tụ phá vỡ trạng thái bền của hạt keo,
• Tạo bông kết dính các hạt keo bị phá bền

Tiếp theo nước thải được dẫn qua bể lắng, để lắng các bông cặn đã keo tụ, phần nước sạch trong bể lắng được qua bể khử trùng. Tại bể khử trùng được châm NaOCl diệt những vi khuẩn còn sót lại.

Sau khi qua bể khử trùng nước thải được bơm lên bể lọc áp lực để loại bỏ các cặn lơ lửng còn lại của quá trình xử lý. Sau một thời gian sẽ tiến hành rửa lọc nhằm loại bỏ các chất bẩn bám trên vật liệu lọc. Nước rửa lọc được tuần hoàn lại hố thu.

Nước thải sau xử lý đảm bảo QCVN 40:2011/BTNMT.

Ưu điểm công nghệ xử lý nước thải sản xuất sắt thép

• Chi phí vận hành thấp
• Dễ vận hành
• Nước thải đảm bảo chất lượng nước thải đầu ra
• Phù hợp với điều kiện khí hậu Việt Nam