Đang tải... (xem toàn văn)
trình bày hiện trạng xử lý nước thải của công ty LG VINA
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH SẢN XUẤT DOP CHƯƠNG 3 CHƯƠNG 3 HIỆN TRẠNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA CÔNG TY LG VINA HIỆN TRẠNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA CÔNG TY LG VINA 3.1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY LG-VINA: Trong những năm gần đây, do nhu cầu phát triển của ngành công nghiệp nhựa trong nước, lượng DOP nhập khẩu đã tăng không ngừng từ 13.600 T/năm (1993) và dự kiến lên đến 30.000 T/năm vào năm 2.000. Với mục đích cung cấp DOP cho nhu cầu phát triển của ngành công nghiệp nhựa, nhà máysản xuất DOP của công ty liên doanh hoá chất LG – Vina được thành lập. Nhà máy có công suất 30.000 tấn/năm ở giai đoạn đầu và sẽ được nâng lên 60.000 tấn/năm và 90.000 tấn/năm ở giai đoạn sau, với chất lượng đạt tiêu chuẩn quốc tế . Công ty LG-Vina là công ty liên doanh giữa: Hoechst AG (Đức), Mitsui Co.Ltd (Nhật) và công ty Petrolimex (Việt Nam). Đòa điểm của nhà máy : Nằm trong khu công nghiệp Gò Dầu, xã Phước Thái ,huyện Long Thành, tỉnh Đồng Nai . Khu công nghiệp này có vò trí thuận lợi về giao thông đường thủy ( sông Thò Vải, cảng Gò Dầu ) lẫn đường bộ ( Quốc lộ 51 ) , nằm cách thò trấn Long Thành khoảng 17km và cách Thành phố Hồ Chí Minh khoảng 65km. Theo qui hoạch đây là khu công nghiệp gồm các nhà máy hóa chất công nghiệp có mức độ ô nhiễm cao ( Shell , Mobil , UIC, JVF , TPC , Dyno Chem, Taicera, Super lân Long Thành, DOP … ). Đặc điểm thủy văn : Nhà máy phân bố cạnh sông Thò Vải ( cách khoảng 500 mét về phía Tây tính theo đường chim bay ), đây cũng là nơi tiếp nhận nguồn nước thải của nhà máy. Diện tích của nhà máy là 90.000m 2 , diện tích khu xử lý nước thải là 500 m 2 . Hiện nay công ty sản xuất hai mặät hàng như: dầu DOP (sản phẩm chính của nhà máy), hai là loại sản phẩm dầu DOP thứ cấp (giá thấp hơn). 40 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH SẢN XUẤT DOP 3.2. GIỚI THIỆU VỀ DẦU HÓA DẺO DOP: 3.2.1. Khái niệm về dầu hóa dẻo DOP: DOP là nguyên liệu được kết hợp với nhựa để dễ dàng gia công và tăng tính uốn dẻo hay khả năng phân phối : giảm độ nhớt nóng chảy , giảm nhiệt độ thủy tinh hóa hoặc giảm module đàn hồi của nhựa . Vì DOP là chất hóa dẻo tối ưu được chọn để dùng cho nhựa PVC và có nhiều ứng dụng khác nên nó là chất hóa dẻo thông dụng nhất trên thế giới . và DOP cũng tạo ra sự kết hợp tốt nhất cho việc hình thành tính chất của PVC và các loại nhựa khác đồng thời làm giảm chi phí trong việc gia công. Ngoài ra DOP còn được sử dụng trong thuộc da, phim ảnh, dây cáp, dày dép bít tất. Bảng 1.3 : Nhu cầu tiêu thụ DOP ở Việt Nam năm 1994: (Đơn vò: tấn) Đối tượng Tên công ty Tiêu thụ Sản phẩm chính Miền Nam Rạng Đông Hừng Sáng Cadivi Vinaplast Xí nghiệp dày da 2.000 2.400 500 1.400 900 Da, phim ảnh. Dày dép, sản phẩm dày dép. Dây cáp. Phim ảnh . Sản phẩm dày dép. S-total 7.200 Miền trung Công ty nhựa Đà Nẵng và các công ty khác 600 Dây cáp, phim ảnh Miền Bắc Công ty nhựa Hải Hưng Công ty nhực Tiến Phong Công ty nhựa Hà Nội Công ty cổ phần khác Da Dây cáp Phim ảnh S-total 3.600 Tổng cộng 12.000 3.2.2. Công thức phân tử và công thức cấu tạo: 41 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH SẢN XUẤT DOP • DOP: Dioctyl-phthalate • Công thức phân tử: C 24 H 38 O 4 (C 6 H 4 (COOC 8 H 17 ) 2 ) • Công thức cấu tạo: • Khối lượng phân tử: 390,56. • Tỷ trọng: 0.98 • Nhiệt độ nóng chảy:-50 – 386 o C • Nhiệt độ sôi: 384 – 233 o C • Độ màu : 30 Pt/Co • Khả năng hoà tan trong nước: không hòa tan trong nước. 42 COOC 8 H 17 COOC 8 H 17 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH SẢN XUẤT DOP 3.3. DÂY CHUYỀN SẢØN XUẤT: 3.3.1. Sơ đồ công nghệ dây chuyền sản xuất: Trong quy trình này bỏ qua sự thất thoát DOP và nguyên liệu thô. 3.3.2. Thuyết minh sơ đồ công nghệ sản xuất: DOP là sản phẩm tạo thành từ phản ứng ester hóa giữa PA (Phthalic Anhydride) và 2-EH (2-Ethyl Hecxyl Alcohol) với sự có mặt của chất xúc tác TPT (Tetra iso Propyl Titanate) Các bước chính của qui trình: 1 . Giai đoạn Monoester hóa . 2 . Giai đoạn phản ứng Diester hóa. 3 . Tách rượu dư (Trích 2-EH và cất 2-EH). 43 Khuấy trộn dung dòch Phản ứng Trích 2-EH dư Cất 2-EH bằng hơi nước Trung hòa Tách nước Lọc Bồn chứa PA 2-EH TPT N 2 N 2 dd Na 2 CO 3 10% N 2 Bình lắng 2-EH bay hơi 2-EH Nước lẫn dầu Hơi nước HỒI LƯU 2-EH Hơi nước dd NaOH 2% Bình chứa thu hồi Bã lọc AC DE CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH SẢN XUẤT DOP 4 . Giai đoạn làm sạch ( Trung hòa, loại nước, tẩy màu-mùi, lọc ). Nhà máy sản xuất chất hóa dẻo của công ty liên doanh hóa chất LG VINA chọn công nghệ sản xuất theo mẻ với xúc tác là TPT nhằm mục đích sản xuất ra DOP chất lượng cao và làm giảm lượng nước thải cho phù hợp với qui tắc về môi trường . 3.3.2.1. Giai đoạn Monoester hóa: MOP (Mono Octyl Phthalate) là sản phẩm được tạo thành từ giai đoạn Monoester hóa có mặt chất xúc tác và nhiệt độ thích hợp. PA và 2-EH được cho vào bình phản ứng MOP có những ống gia nhiệt bằng hơi nước bên trong và sau đó thêm vào xúc tác TPT . Sau khi nhập liệu, gia nhiệt hỗn hợp lên tới nhiệt độ cần thiết ( 110 -> 120 0 C ) ở áp suất khí quyển và khuấy bằng cánh khuấy. Ở giai đoạn này với sự có mặt chất xúc tác TPT, PA và 2-EH được chuyển hóa thành MOP . Phương trình phản ứng : C 6 H 4 (CO) 2 O + C 8 H 17 OH ( COOH)C 6 H 4 ( COOC 8 H 17 ) 148,13 130,23 178,36 3.3.2.2. Giai đoạn phản ứng Diester hóa: Trong giai đoạn này MOP chuyển hóa thành DOP. Đầu tiên, hỗn hợp chất phản ứng ở bình MOP được chuyển sang bình phản ứng, sau đó được gia nhiệt tới nhiệt độ cần thiết cho phản ứng ( 218 ->222 0 C ) và được khuấy trộn kỹ ở áp suất khí quyển . Khí Nitơ được cấp cho bình phản ứng hơi nhằm mục đích loại trừ nhanh chóng nước tạo ra từ phản ứng và ngăn không cho hỗn hợp phản ứng tiếp xúc với Oxy không khí. Nước sinh ra, rượu được bay hơi và ngưng tụ ở thiết bò ngưng tụ sau đó được tách trong thiết bò lắng. Phương trình phản ứng : ( COOH )C 6 H 4 ( COOC 8 H 17 ) + C 8 H 17 OH → C 6 H 4 (COOC 8 H 17 ) 2 + H 2 O 44 TPT CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH SẢN XUẤT DOP MOP 2-EH DOP Trong giai đoạn này: phản ứng Diester hóa giữa Monoester và rượu xảy ra khá chậm so với phản ứng ban đầu. Để phản ứng xảy ra theo chiều thuận : • Loại bỏ nước bằng chưng cất hỗn hợp đẳng phí. • Tiến hành với lượng rượu dư . • Tiến hành với chất xúc tác. 3.3.2.3. Tách rượu dư: Sau khi phản ứng kết thúc, DOP thô sẽ được tiến hành nhằm loại bỏ rượu dư ở áp suất thấp. Điều kiện chuẩn cho giai đoạn này là khoảng 200 0 C và 100 ÷ 20 Torr, vào thời điểm này dùng hơi nước để cất rượu . Khi lượng rượu dư giảm đến mức độ mong muốn, ngừng cất rượu. Sau khi lấy mẫu, mẫu không còn mùi rượu . Rượu dư trong bình phản ứng sẽ được bay hơi như một hỗn hợp đẳng khí từ đỉnh của bình phản ứng và được ngưng tụ, tách ra bằng thiết bò lắng trọng lực . Điều kiện của quá trình cất: • Lưu lượng hơi nước : 600 kg/h. • p suất bình phản ứng : 100 ÷ 20 Torr . • p suất hơi cấp : 2kg/cm 2 .G. 3.3.2.4. Giai đoạn làm sạch: Ở giai đoạn này gồm : trung hòa, loại nước, tẩy màu và lọc. Quá trình này được mô tả như sau: a. Trung hòa : Sau khi cất rượu DOP thô được chuyển đến bình tẩy màu và sau đó DOP thô được làm mát đến khoảng 100 0 C nhờ thiết bò làm lạnh (HE -1103 ). DOP thô vẫn còn chứa MOP, PA, TPT vì vậy thêm vào dung dòch NaOH 2% để trung hòa DOP thô. DOP thô được khuấy trộn kỹ với dung dòch NaOH 2% ở áp suất khí quyển trong vòng 20 phút . 45 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH SẢN XUẤT DOP b. Loại nước ( gia nhiệt 10 phút, loại nước 35phút ): Trung hòa xong, quá trình tách nước được thực hiện trong vòng 60 phút ở áp suất 100 ÷ 50 Torr ; 110 0 C. Mục đích quá trình là loại nước trong quá trình trung hòa và nước có trong dung dòch NaOH . c. Tẩy màu : Sau trung hòa, nhập AC (Activated Clay), DE (Deatomaceous Earth) (Diatomit) vào bình tẩy màu để tẩy màu, làm tăng độ tinh khiết bằng cách hấp phụ tạp chất. Quá trình này thực hiện trong vòng 30 phút và được khuấy trộn ở áp suất khí quyển khoảng 95 0 C. d. Lọc : Sau khi tẩy màu xong DOP thô được tuần hoàn qua bình tẩy màu và lọc nhằm đắp tác nhân lọc và AC trong 30 phút. DOP thô tiếp tục tuần hoàn thêm 30 phút để đạt được màu mong muốn. Sau khi tuần hoàn, DOP sản phẩm đã được loại bỏ đi chất xúc tác, muối soda, tác nhân lọc và tạp chất khác. Sau khi kiểm tra mẫu nếu đạt chất lượng, DOP sẽ chuyển tới bồn kiểm tra. Cuối cùng sau khi nhận bảng phân tích chất lượng từ phòng thí nghiệm nếu đạt, DOP sẽ được chuyển tới bồn chứa chính . ♦Cơ chế phản ứng : Bước 1 : Monoester hóa : Bước 2 : Diester hóa : 46 PA + C 8 H 17 OH 2 -EH CO CO O COOC 8 H 17 COOH MOP COOC 8 H 1 7 COOH MOP + C 8 H 17 OH 2 –EH K 1 K 2 COOC 8 H 1 7 COOC 8 H 17 DOP + H 2 O CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH SẢN XUẤT DOP 3.3.3. Hiện trạng ô nhiễm trong quá trình sản xuất của nhà máy: Nhà máy sản xuất dầu hóa dẻo DOP ( Di Octyl Phthalate ) từ PA ( Phthalic Anhydric , nguyên liệu rắn ) và 2-EH ( 2, Ethyl Hecxyl Alcohol hay Octanol , nguyên liệu lỏng ). Nguyên liệu rắn và sản phẩm là các hydro cacbon có mạch vòng nên có nằm trong danh mục hóa chất nguy hại . Nguyên liệu lỏng có dạng dầu có mùi hắc và nhẹ hơn nước nên có khả năng gây ô nhiễm nguồn nước nếu thoát ra ngoài . 3.3.3.1. Ô nhiễm không khí: Tuy nhiên, khí thải phát sinh từ công nghệ được thu gom đưa về trạm xử lý khí thải để xử lý. Các nguồn phát sinh khí thải là từ bơm chân không và hệ thống thông hơi của các bình phản ứng . Khí thải chủ yếu là khí Nitơ và không khí có lẫn hơi nước và hơi DOP, Octanol . Ngoài ra còn một nguồn phát sinh khí thải nữa là từ ống khói của hệ thống lò đốt dầu HTM dùng để gi a nhiệt cho phản ứng diester hóa Khí Oxy thải ra từ hệ thống sản xuất khí Nitơ cũng là một nguồn khí phát sinh khí thải tuy không có hại cho môi trường. 3.3.3.2 Nước thải: Hai nguồn nước thải chính của nhà máy DOP : nước thải sản xuất và nước thải sinh hoạt. Nước phát sinh trong dây chuyền công nghệ ( nước tạo thành trong phản ứng diester hóa, nước ngưng trong quá trình chưng cất lôi cuốn hơi nước, nước hình thành từ phản ứng trung hòa) , nước làm mát các cánh khuấy, bơm ly tâm, nước làm kín cho bơm chân không, nước ngưng tụ trong quá trình gia nhiệt phản ứng monoester hóa và tách loại nước, nước vệ sinh thiết bò nhà xưởng . 47 2 . C 8 H 17 OH 2 -EH K 1 K 2 COOC 8 H 1 7 COOC 8 H 17 DOP + H 2 O CO CO O PA + CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH SẢN XUẤT DOP DOP và Octanol hòa tan hoặc bò lôi cuốn theo dòng nước thải từ các công đoạn sản xuất. Ước tính lượng thải lỏng khoảng 100 m 3 / ngày đêm. Nhà máy có hệ thống xử lý nước thải sản xuất nhưng nước thải đầu ra sau xử lý chưa đạt so với tiêu chuẩn loại B. Nước thải sinh hoạt khoảng 20 m 3 / ngày đêm. Xử lý bằng bể tự hoại. 3.3.3.3 Chất thải rắn: Hai nguồn chất thải rắn chính của nhà máy là: rác thải sản xuất và rác thải sinh hoạt a. Rác thải sản xuất: Ester thô được làm nguội và lọc. Các bã thải của quá trình lọc được làm khô và ép bằng nitơ để giảm lượng DOP thất thoát. Mặc dù vậy, bã thải còn chứa tới 40% DOP và 30% muối natri. Bã lọc mà thành phần chính là đất sét hoạt tính và chất trợ lọc có chứa các muối Na và muối Titan, MOP, PA . Ước tính lượng bã thải là 500 đến 600kg / ngày đêm ( Khoảng 150 đến 180 tấn / năm ). Bùn phát sinh từ hệ thống xử lý nước thải ( Khoảng 5 tấn / năm ). 3.3.3.4. Hóa chất: Nhà máy có các kho chứa cho các loại hóa chất sau : • Diethyl hexanol 2-EH ( dung tích 3.000 m 3 /bồn). • Phtalic anhydride PA (Các kệ chứa). • Diocthylphtalate DOP (dung tích 2.000 m 3 /bồn). • Cácbonat natri Na 2 CO 3 . Các kho này thường gây ô nhiễm do lượng rò rỉ. Do hạn chế của đề tài về thời gian nên chỉ tập trung vào nghiên cứu và đề xuất công nghệ xử lý ô nhiễm do nước thải gây ra. 3.3.4. Thành phần và tính chất của hệ thống xử lý nước thải: Nước thải của nhà máy chứa một hàm lượng lớn DOP, ngoài ra còn có TPT, 2- EH và MOP. Hiện nay nước thải ra của nhà máy còn chứa nhiều dầu, cần có biện pháp thực hiện sản xuất sạch hơn trong quá trình sản xuất để tránh thất thoát. Bên 48 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH SẢN XUẤT DOP cạnh đó cũng cần có biện pháp thu hồi dầu lại sau khi đã ra khỏi qui trình sản xuất để dễ dàng hơn trong việc xử lý và mang tính kinh tế. 3.3.4.1. Thành phần nước thải: Chỉ tiêu Đơn vò Hàm lượng COD BOD 5 SS pH Ntổng Ptổng mg/l mg/l mg/l - mg/l mg/l 3000 500 150 ≤ 4 68 - 3.3.4.2. Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải hiện tại của công ty LG- Vina: 49 [...]... xuất công nghệ xử lý nước thải chứa dầu DOP: Nước thải ra của công ty LG – Vina chứa một lượng lớn dầu hoá dẻo, dầu nổi thành một lớp váng dày trên mặt nước Giá thành của DOP trên thò trường rất cao, vào khoảng $1.000/1 tấn, ngoài việc công ty công ty cần thực hiện sản xuất sạch hơn trong dây chuyền sản xuất để giảm tối thiểu lượng dầu thất thoát thì việc đặt ra yêu cầu trong hệ thống xử lý nước thải. .. thu hồi lại lượng nước thải trước khi xử lý là cần thiết Như vậy hệ thống xử lý đặt ra phải đáp ứng được các yêu cầu sau: • Phải thu hồi lượng dầu còn chứa trong nước thải • Công nghệ xử lý phải phù hợp với loại nước thải, cụ thể là trong quá trình xử lý không làm ô nhiễm mùi do dầu hắt lên • Công nghệ xử lý đơn giản, dễ sử dụng, chi phíù xử lý rẻ, tính ổn đònh cao, không ảnh hưởng đến công việc sản xuất,... NGÀNH SẢN XUẤT DOP Bể chứa nước thải Bể tách dầu mỡ Bồn thu hồi dầu Bể chứa nước thải và lược rác Nước sau khi tách Sơ đồ 1.1 Sơ đồ xử lý nước thải hiện tại của nhà máy Bể điều hòa 3.3.4.3 Thuyết minh sơ đồ công nghệ: Do nồng độ COD trong nước thải đầu vào rất lớn và lượng dầu trong nước thải Châm NaOH Bình lọc sinh học 1 cao nên qui trình xử lý phải sử dụng kết hợp cả hoá lý, sinh học và hóa học Chủ... trong nước Điều này gây khó khăn cho công ty trong vấn đề thu hồi dầu và cho các công đoạn xử lý nước thải tiếp theo Việc xử lý từng mẻ, đòi hỏi công ty phải sử dụng bơm để thu nước đầu ra Bể tách dầu, không có hố thu gom cặn dầu, điều này cũng gây ảnh hưởng không nhỏ đến chất lượng nước thải mỗi khi bơm vào, và trong vấn đề thu gom cặn 52 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH SẢN XUẤT DOP Thời gian lưu của nước. .. khoảng 350mg/l Hoạt động của bể tách dầu chưa được hiệu quả Lớp váng dầu tràn qua cả các ngăn cuối của bể tách dầu, bơm vào xử lý sẽ không hiệu quả Đặc biệt ảnh hưởng đến hoạt động sống của vi sinh vật Nước được bơm vào xử lý từng me, một ngày bơm 2 lần, với công suất của bơm là 20 m 3/h, như vậy không đảm bảo đủ thờùi gian lắng Đối với đặc tính của loại nước thải của công ty, mỗi khi có sự xáo động... nước thải dựa vào việc thổi khí, làm gây ô nhiễm mùi, do trong nước thải còn hàm lượng lớn dầu Đây cũng là vấn đề cần đặt ra: do nước thải của công ty có mùi nồng của cồn, gây cảm giác rất khó chòu khi tiếp xúc Vì vậy cần qua bể xử lý kỵ khí trước để giảm hàm lượng dầu, sau đó qua hiếu khí để làm giảm mùi của cồn trong khâu xử lý nước thải Vò trí châm xút, châm phèn chưa phù hợp Lượng NaOH, phèn cũng... tách bùn - Nước thải từ bể chứa nước thải (TK-1101) được bơm ra bể tách dầu (TK1601), tại đây sau khi qua 6 ngăn của bể này dầu (EH, DOP) trong c đemthải nổi Bùn đượ nước Châm clorine Bình lọc sinh học 3 đi xử lý lên, bùn ( trợ lọc ) lắng xuống, nước thải ở ngăn cuối cùng của bể rất ít bùn và váng dầu Lớp dầu trên mặt, đònh kỳ được bơm hút lên bồn thu hồi dầu TK-1602 50 Bể chứa nước sau xử lý Xả ra... đến chất lượng của lớp vật liệu lọc Hàm lượng vi sinh trong bể rất thấp, hiệu quả xử lý kém theo Hơn nữa, do nước thải có chứa các chất hữu cơ phân hủy chậm, nên việc đưa trực tiếp nước vào xử lý hiếu khí gây khó khăn cho vi sinh hiếu khí xử lý vì chúng chỉ có nhiệm vụ phân hủy nhanh các chất hữu cơ đơn giản đã được cắt mạch ở giai đoạn kỵ khí Hiện tại, bể lọc sinh học chỉ xử lý nước thải dựa vào việc... giá sơ đồ công nghệ : Với hệ thống xử lý nước thải hiện tại của công ty, ta thấy có nhiều điểm cần chú ý sau: Do tính toán thiết kế ban đầu chưa đúng (theo thiết kế nồng độ COD vào quá trình xử lý sinh học là 500 – 1000 mgCOD/l, thực tế là trên 2000 mgCOD/l), tải lượng chất ô nhiễm trong nước thải đầu vào cao hơn nhiều so với số liệu dự kiến (BOD, COD cao hơn 3 đến 4 lần), do vậy hoạt động của trạm... Bể chứa nước sau xử lý Xả ra nguồn tiếp nhận CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH SẢN XUẤT DOP - Sau đó nước thải được bơm từ ngăn cuối của TK-1601 sang bể chứa nước thải và lược rác (TK-1603) Nước thải từ đây chảy tràn qua bể điều hoà (TK1604) Tại TK-1604, nước thải liên tục được bơm lên hệ thống xử lý - Nước thải được bơm vào bình lọc sinh học số 1 (B-1601), gió được thổi vào qua hệ thống chụp lọc có đuôi . XUẤT DOP 3. 3. DÂY CHUYỀN SẢØN XUẤT: 3. 3.1. Sơ đồ công nghệ dây chuyền sản xuất: Trong quy trình này bỏ qua sự thất thoát DOP và nguyên liệu thô. 3. 3.2. Thuyết. COOH)C 6 H 4 ( COOC 8 H 17 ) 148, 13 130 , 23 178 ,36 3. 3.2.2. Giai đoạn phản ứng Diester hóa: Trong giai đoạn