Đang tải... (xem toàn văn)
Hiện nay, công nghệ phân huỷ sinh học (Bioremediation) đã được áp dụng rộng rãi đối với xử lí ô nhiễm dầu và các chất độc hoá học cũng như các chất ô nhiễm khác do có hiệu quả cao, chi phí thấp và an toàn với môi trường. Công nghệ này đã được Viện Công nghệ Sinh học áp dụng thành công xử lí nước thải nhiễm dầu tại Công ty xăng dầu B12, Quảng Ninh. Kho Cảng B12 thuộc Công ty xăng dầu B12 là địa điểm nhạy cảm, nằm sát vịnh Cửa Lục, Vịnh Hạ Long đã được xây dựng hệ thống xử lý nước thải nhiễm dầu với sự kết hợp giữa hai phương pháp xử lý, lắng gạn cơ học và phân huỷ sinh học. Nước thải qua xử lý làm sạch đã đạt tiêu chuẩn môi trường để thải thẳng ra vịnh Hạ Long. Vì vậy, đề tài”…..” mang ý nghĩa thực tiễn cao, nhằm nghiên cứu đưa ra biện pháp xử lý nước nhiễm dầu thích hợp, bảo vệ môi trường và sử dụng chất thải nhiễm dầu một cách hiệu quả
MỞ ĐẦU Sau than đá, dầu mỏ nguyên liệu hoá thạch thứ hai người biết đến đưa vào khai thác, sử dụng Kể từ phát dầu mỏ đến nay, coi nguồn lượng thiếu chưa thể thay Chính có vị trí quan trọng lồi người mà ngành cơng nghiệp dầu mỏ ngày phát triển mạnh mẽ trở thành mạnh kinh tế nước có tiềm dầu mỏ Tuy nhiên, bên cạnh nguồn lợi kinh tế ngành công nghiệp đem lại với hiểm họa ô nhiễm môi trường có nguyên nhân từ cố khai thác, vận chuyển dầu mỏ biển v.v Ngoài cố tràn dầu phải kể đến số lượng không nhỏ cặn thải xăng dầu tồn đọng kho chứa, hàm lượng dầu có nước thải công nghiệp sinh hoạt ngày gia tăng Vấn đề ô nhiễm dầu ngày trở thành nỗi xúc toàn cầu Đứng trước hiểm họa ô nhiễm dầu mỏ sản phẩm nó, để giải cách triệt để địi hỏi phải có kết hợp nghiên cứu nhiều nhà khoa học, công nghệ nhà quản lí mơi trường hợp tác đơn vị vận chuyển, kinh doanh sử dụng dầu mỏ Hiện nay, công nghệ phân huỷ sinh học (Bioremediation) áp dụng rộng rãi xử lí ô nhiễm dầu chất độc hoá học chất nhiễm khác có hiệu cao, chi phí thấp an tồn với mơi trường Công nghệ Viện Công nghệ Sinh học áp dụng thành cơng xử lí nước thải nhiễm dầu Công ty xăng dầu B12, Quảng Ninh Kho Cảng B12 thuộc Công ty xăng dầu B12 địa điểm nhạy cảm, nằm sát vịnh Cửa Lục, Vịnh Hạ Long xây dựng hệ thống xử lý nước thải nhiễm dầu với kết hợp hai phương pháp xử lý, lắng gạn học phân huỷ sinh học Nước thải qua xử lý làm đạt tiêu chuẩn môi trường để thải thẳng vịnh Hạ Long Vì vậy, đề tài”… ” mang ý nghĩa thực tiễn cao, nhằm nghiên cứu đưa biện pháp xử lý nước nhiễm dầu thích hợp, bảo vệ mơi trường sử dụng chất thải nhiễm dầu cách hiệu CHƯƠNG I:TỔNG QUAN 1.1 Tình hình nhiễm dầu mỏ, sản phẩm từ dầu mỏ giới Việt Nam Hiện nay, dầu mỏ coi nguồn lượng phục vụ cho ngành sản xuất công nghiệp đời sống xã hội Hằng năm, giới tiêu thụ nguồn lượng lớn nguồn lượng lấy từ dầu mỏ chiếm khoảng 37,9% tổng lượng sử dụng toàn cầu Bên cạnh nguồn lợi kinh tế việc khai thác, xuất tinh chế dầu mỏ đem lại vấn đề nhiễm dầu ngành công nghiệp gây trở thành vấn đề xúc với mơi trường tồn cầu Những dẫn chứng sau cho thấy mối nguy hại vấn đề ô nhiễm dầu mỏ sản phẩm từ dầu mỏ với mơi trường Điển hình phải nói đến vụ đắm tàu Alaska vào năm 1989 tràn biển 41 triệu dầu kết qủa làm ô nhiễm gần 2000 km bờ biển Trong chiến tranh vùng vịnh năm 1991, gây thảm hoạ 0,82 triệu dầu tràn vịnh Coet để lại hậu nặng nề cho toàn hệ sinh thái biển khu vực vịnh Gần vụ tràn dầu vịnh Tokyo vào tháng năm 1997 đổ 1300 dầu thô, làm ô nhiễm 10 đến 13 km bờ vịnh có nguy huỷ diệt hệ sinh thái vùng vịnh số lồi sinh vật biển có nguy tuyệt chủng Một vài ví dụ cho thấy việc khai thác vận chuyển dầu mỏ biển nguy gây ô nhiễm môi trường biển, nhiên nhiễm dầu cịn bắt nguồn từ nhà máy, xí nghiệp sử dụng dầu làm nguyên nhiên liệu cho sản xuất, hoạt động giao thông đường thuỷ, hoạt động vệ sinh bồn bể chứa kho cảng tàu chở dầu v.v Phần lớn hoạt động người thải trực tiếp nước thải nhiễm dầu nguồn nước mặt Chỉ có số cơng ty hoạt động lĩnh vực khai thác, kinh doanh dầu mỏ với lượng chất thải nhiễm dầu lớn giữ lại đợi xử lí Người ta ước tính triệu dầu chảy biển 10% có nguyên nhân từ tai nạn tàu chở dầu biển, 10% tương đương vận tải biển, 70% nguồn khác xuất phát từ đất liền (nước thải cơng nghiệp, thị, rị rỉ từ nhà máy lọc dầu bến cảng), lại 10% hoạt động khác Ngành dầu khí Việt Nam có bước phát triển mạnh mẽ Hàng năm khai thác triệu dầu thô số gia tăng Dự kiến khai thác xí nghiệp liên doanh Vietsovpetro giai đoạn năm đầu thập kỉ 23-24 triệu tấn/năm Theo tính tốn Tổng Cơng ty Dầu khí Việt Nam, năm đầu thập kỉ sản lượng tiêu thụ dầu nước ta lên tới 10-12 triệu năm Để đáp ứng nhu cầu tiêu thụ nước xuất khẩu, Tổng Cơng ty Dầu khí Việt Nam dự kiến thúc đẩy khai thác mỏ cũ như: Bạch Hổ, Đại Hùng v.v đồng thời thúc đẩy khoan thăm dò mỏ thềm lục địa Việt Nam Ngoài để đáp ứng nhu cầu phát triển hội nhập kinh tế nước ta, Tổng cơng ty Dầu khí Việt Nam xây dựng nhà máy lọc dầu Dung Quất, Quảng Nam tiến hành xây dựng thêm vài nhà máy khác tỉnh có bờ biện thuận lợi Bên cạnh nguồn lợi to lớn công nghiệp dầu khí đem lại ln với nguy nhiễm mơi trường Ngồi nỗ lực chủ động ngăn ngừa, năm Vietsovpetro phải thu gom xử lý khoảng 1500-6000 cặn dầu Tuy nhiên số nhỏ so với 20000 dầu thơ thất biển từ hoạt động khai thác dầu thềm lục địa Việt Nam (theo số liệu thống kê Trung tâm Quản lý Kiểm sốt mơi trường) Do nhu cầu kinh tế xã hội năm nước ta phải thu nhập khối lượng không nhỏ xăng dầu, nhiên nhiều doanh nghiệp kinh doanh sử dụng dầu mỏ khơng có hệ thống xử lý nước thải, cặn nhiễm xăng dầu v.v loại phế thải đổ thẳng môi trường nước mặt ảnh hưởng đến môi trường tự nhiên Hiện biện pháp xử lí nhiễm dầu coi thân thiện với mơi trường có giá thành rẻ phải kể đến phương pháp phân huỷ sinh học Phương pháp nhà quản lý khoa học cơng nghệ quan tâm phù hợp với điều kiện kinh tế xã hội nước phát triển có Việt Nam 1.1 Đặc điểm dầu mỏ ảnh hưởng đến phân huỷ sinh học dầu mỏ 1.1.1 Đặc điểm vật lí dầu mỏ Dầu mỏ chất lỏng sánh, có màu từ vàng sáng đến đen, có mùi đặc trưng, nhẹ nước có nhiệt độ sơi thấp 250 oC Khi dầu tràn mặt nước có xu hướng loang xung quanh, tạo thành lớp bao phủ mặt nước hình thành lớp dầu bóng dễ bay Sóng gió làm cho dầu nước trộn lẫn vào tạo thành nhũ dầu Nhũ dầu có chứa 70% nước biển trở nên nhớt, làm tăng diện tích bề mặt tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật (VSV) công phân huỷ dầu cách dễ dàng Tuy nhiên, khối nhũ q lớn dầu bị vón cục hạn chế phân huỷ vi sinh vật Như đặc điểm lí học dầu mỏ có ảnh hưởng lớn đến trình phân huỷ sinh học thân 1.1.2 Đặc điểm hố học dầu mỏ Dầu mỏ hỗn hợp hợp chất hữu gồm hai thành phần chủ yếu: hydrocarbon phân cực, hợp chất hydrocarbon chiếm 60% đến 90% dầu thô Hydrocarbon chia thành loại: hydrocarbon no hydrocarbon thơm Hydrocarbon no gồm n- alkan mạch thẳng, n- alkan mạch nhánh hydrocarbon no mạch vịng Hydrocarbon thơm gồm có hydrocarbon thơm đơn nhân toluen, benzen, ethylbenzen, xylen (TBEX) v.v hydrocarbon thơm đa nhân (polycyclic aromatic hydrocarbon - PAH) Theo nghiên cứu dầu thô Poncacity, Oklahoma tách 200 loại hydrocarbon bao gồm n – parafin (từ C1 đến C32), hexan phân nhánh, heptan có phân nhánh, 15 octan phân nhánh Ngồi ra, có tất đồng phân C8, C9 alkylbenzen Thành phần phân cực gồm asphalten resin, hợp chất có chứa nitơ, lưu huỳnh, oxy cacbon Asphalten gồm có phenol, axit béo, keton, este hydrocarbon có nhân porphyrin resin bao hàm pyridin, quinolin, sylgoxyt, sulfoxyt amit Dầu mỏ sản phẩm có nguồn gốc dầu mỏ thường có thành phần phân đoạn khác Dầu thơ, dầu nhiên liệu (FO) thường có hàm lượng cao thành phần phân cực, dầu diezen (DO), xăng thường có thành phần hydrocarbon no Cấu tạo hydrocarbon thành phần dầu mỏ ảnh hưởng đến phân huỷ dầu vi sinh vật Các alkan mạch thẳng dễ bị phân huỷ nhất, sau đến alkan mạch nhánh, tiếp đến hydrocarbon thơm có trọng lượng phân tử thấp, đến hydrocarbon thơm có trọng lượng phân tử lớn cuối hợp chất phân cực Trong alkan mạch thẳng alkan có độ dài từ C10 đến C24 thường phân huỷ nhanh nhất, chuỗi dài thường khó phân huỷ, chuỗi ngắn gây độc cho vi sinh vật chúng lại dễ bay Riêng alkan có trọng lượng phân tử lớn 500 hồn tồn khơng vi sinh vật sử dụng Trong tự nhiên PAH chất gây ô nhiễm phân bố rộng rãi PAH tồn mơi trường tự nhiên có nguồn gốc hoạt động khai thác, chế biến, vận chuyển dầu mỏ, sản xuất than, sản xuất hố chất sản phẩm q trình đốt cháy khơng hồn tồn nguồn nhiên liệu thơ Một số PAH có khả gây độc, gây ung thư đột biến người động vật, tiêu đánh giá trình làm nhiễm dầu mỏ loại bỏ PAH kể PAH có trọng lượng phân tử cao nhiều nhóm vi sinh vật So với hydrocarbon no hợp chất hydrocarbon thơm thường sử dụng chậm đặc biệt với hydrocarbon đa nhân Tuy nhiên mức độ so sánh khả phân huỷ mang tính tương đối Dầu mỏ Thành phần phân cực (NSO) Asphalten Resin Alkan Hydrocarbon (HC) HC no (saturate) Vịng Hình 1.1 : Thành phần hố học dầu (cyclic ) Thẳng HC thơm(aromatic) Đơn nhân (monocyclic Đa nhân (polycyclic aromatic) ) Nhánh 2.Giới thiệu công ty xăng dầu B12 tình hình xử lý nước thải cơng ty 2.1 Lịch sử hình thành phát triển Công ty xăng dầu B12 Công ty xăng dầu trực thuộc Tổng Công ty xăng dầu Việt Nam Ngày 27 tháng năm 1973, Công ty xăng dầu B12 thành lập theo định số 351/VT-QĐ Bộ Vật tư(cũ) thức vào hoạt động ngày tháng năm 1973 Hiện Cơng ty có 1769 lao động Với nhiệm vụ chủ yếu: Tổ chức tiếp nhận xăng dầu nhập khẩu, nhập điều động nội nghành, bơm chuyển xăng dầu đường ống, bảo quản dự trữ xăng dầu quốc gia tổ chức kinh doanh loại xăng dầu, dầu mỡ nhờn, gas địa bàn tỉnh Quảng Ninh, Hải Dương, Hưng Yên, phần Thành phố Hải Phòng Đảm bảo kinh doanh có hiệu tạo nguồn đảm bảo 80% khối lượng xăng dầu phục vụ cho phát triển kinh tế, xã hội, an ninh quốc phịng tỉnh thành phố phía Bắc 2.1.1 Chức năng, nhiệm vụ Công ty xăng dầu B12 Công ty xăng dầu B12 có nhiệm vụ cung ứng sản phẩm hóa dầu cho nhu cầu tiêu dùng hầu hết tỉnh phía Bắc theo nhiều loại hình kinh doanh khác Xăng dầu nhập Cảng dầu B12, tồn chứa hệ thống kho bể vận chuyển đường ống, đường bộ, đường thủy tới đơn vị tuyến sau hệ thống cửa hàng bán lẻ Ngồi Cơng ty cịn có tham gia vào nhiệm vụ dự trữ xăng dầu quốc gia(hàng P10) góp phần đảm bảo an ninh lượng Công ty xăng dầu B12 trực thuộc Tổng Cơng ty xăng dầu Việt Nam có tư cách pháp nhân chịu đạo trực tiếp Tổng Công ty theo chế độ phân cấp hành, đồng thời chịu kiểm tra, quản lý quyền địa phương nơi Công ty hoạt động 2.1.2 Cơ cấu tổ chức Công ty xăng dầu B12 Sơ đồ cấu tổ chức: GIÁM ĐỐC Phó giám đốc nội Phịng quản lý kỹ thuật đầu tư Phịng kỹ thuật xăng dầu Cảng dầu B12 Phó giám đốc kỹ thuật Phịng tin học Xí nghiệp XD Quảng Ninh Phịng tổ chức Xí nghiệp XD K131 Phó giám đốc kinh doanh Phòng tra bảo vệ Chi nhánh XD Hải Dương Phịng hành Phó giám đốc dự án Phịng kế tốn Chi nhánh XD Hưng n Sơ đồ cấu tổ chức Cơng ty xăng dầu B12 Phịng kinh doanh XN Kho vận xăng dầu K130 Phòng xây dựng 2.2.Tình hình xử lý nước thải nhiễm dầu công ty Công ty chủ động phối hợp với quan chức năng, chuyên ngành tổ chức nghiên cứu áp dụng biện pháp quản lý môi trường cách chặt chẽ đồng bộ, lập báo cáo đánh giá tác động mơi trường kiểm sốt nhiễm mơi trường cảng kho có biện pháp tích cực nhằm chủ động khắc phục, xử lý kịp thời Hàng năm công ty chi hàng tỷ đồng cho công tác hoạt động hệ thống xử lý nước thải nhiễm dầu, bảo vệ môi trường bảo đảm tiêu chuẩn nhà nước quy định Hàng năm công ty xây dựng lại hệ thống quy trình phù hợp với quy định pháp luật bảo vệ môi trường, nghiên cứu áp dụng giải pháp tiên tiến, đại, chế độ quản lý khoa học nhằm nâng cao độ tin cậy vận hành hạn chế ô nhiễm môi trường đến mức thấp Bằng nội lực , Cơng ty phối hợp với viện công nghệ sinh học thuộc Trung tâm khoa học tự nhiên Công nghệ quốc gia lựa chọn ứng dụng thành công phương pháp “ ứng dụng công nghệ phân huỷ sinh học, để xử lý nước thải nhiễm dầu”.Nước thải sau xử lý qua hệ thống thải môi trường đạt tiêu chuẩn Nhà nước quy định Kiên cố hoá hệ thống thu gom nước thải xăng dầu theo chu trình kín, tồn nước thải dẫn khu xử lý tạo nên quy hoặch kho xăng dầu sạch, đẹp giảm thiểu nguồn nước thải lắng đọng kho, xây dựng khu xử lý nước thải thành nơi thoáng mát, sinh động 3.Thành phần tính chất nứơc thải Ơ nhiễm nước việc đưa vào nguồn nước tác nhân lý, hóa, sinh học nhiệt khơng đặc trưng thành phần hàm lượng môi trường ban đầu đến mức có khả gây ảnh hưởng xấu đến phát triển bình thường loại sinh vật thay đổi tính chất lành môi trường ban đầu Để thiết kế công tŕnh xử lý nước thải, trước tiên phải biết đặc điểm, thành phần chất gây ô nhiễm Các đặc điểm lý học, hóa học sinh học nước thải nguồn sinh Đặc điểm Nguồn Lý học Màu Nước thải sinh hoạt hay công nghiệp, thường phân hủy chất thải hữu Mùi Nước thải công nghiệp, phân hủy nước thải Chất rắn Nước cấp, nước thải sinh hoạt cơng nghiệp, xói mịn đất Nhiệt Nước thải sinh hoạt, cơng nghiệp Hóa học Carbohydrate Nước thải sinh hoạt, thương mại, công nghiệp Dầu, mỡ Nước thải sinh hoạt, thương mại, công nghiệp Thuốc trừ sâu Nước thải nông nghiệp Phenols Nước thải công nghiệp Protein Nước thải sinh hoạt, thương mại, công nghiệp Chất hữu bay Nước thải sinh hoạt, thương mại, công nghiệp Các chất nguy hiểm Nước thải sinh hoạt, thương mại, công nghiệp Các chất khác Do phân hủy chất hữu nước thải tự nhiên Tính kiềm Chất thải sinh hoạt, nước cấp, nước ngầm Chlorides Nước cấp, nước ngầm Kim loại nặng Nước thải công nghiệp Nitrogen Nước thải sinh hoạt, công nghiệp pH Nước thải sinh hoạt, thương mại, công nghiệp Phosphorus Nước thải sinh hoạt, thương mại, công nghiệp; rửa trôi Sulfur Nước thải sinh hoạt, thương mại, công nghiệp; nước cấp Hydrogen sulfide Sự phân hủy nước thải sinh hoạt Methane Sự phân hủy nước thải sinh hoạt Oxygen Nước cấp, trao đổi qua bề mặt tiếp xúc khơng khí - nước Sinh học Động vật Các dụng chảy hở hệ thống xử lý Thực vật Các dụng chảy hở hệ thống xử lý Eubacteria Nước thải sinh hoạt, hệ thống xử lý Archaebacteria Nước thải sinh hoạt, hệ thống xử lý Viruses Nước thải sinh hoạt, hệ thống xử lý Nguồn: Wastewater Engineering: treatment, reuse, disposal, 1991 Các chất ô nhiễm quan trọng cần ý đến trình xử lý nước thải Chất gây ô nhiễm Nguyên nhân xem quan trọng Các chất rắn lơ lửng Tạo nên bùn lắng mơi trường yếm khí nước thải chưa xử lý thải vào môi trường Biểu thị đơn vị mg/L Các chất hữu Bao gồm chủ yếu carbohydrate, protein chất béo Thường phân hủy đường đo tiêu BOD COD Nếu thải thẳng vào nguồn sinh học nước, tŕnh phân hủy sinh học làm suy kiệt oxy hòa tan nguồn nước Các mầm bệnh Các bệnh truyền nhiễm lây nhiễm từ vi sinh vật gây bệnh nước thải Thông số quản lý MPN (Most Probable Number) Các dưỡng chất N P cần thiết cho phát triển sinh vật Khi thải vào nguồn nước làm gia tăng phát triển loài không mong đợi Khi thải với số lượng lớn mặt đất gây nhiễm nước ngầm Các chất ô nhiễm nguy hại Các hợp chất hữu hay vơ có khả gây ung thư, biến dị, thai dị dạng gây độc cấp tính Các chất hữu khó phân Khơng thể xử lý biện pháp thơng thường Ví dụ Chất oxy hóa Loại chất thải Ozone - Khơng quyển) khí (oxy khí Sulfite (SO3-2), Sulfide (S-2), Fe+2 Khí Chlor Sulfide, Mercaptans Khí chlor xút Cyanide (CN-) Chloride dioxide Cyanide, thuốc trừ sâu (Diquat, Paraquat) Hypochlorite natri Cyanide, chì Hypochlorite canxi Cyanide Permanganate kali Cyanide, chì, phenol, Diquat, Paraquat, hợp chất hữu có lưu huỳnh, Rotenone, formaldehyde Permanganate Mn Hydrogen peroxide Phenol, cyanide, hợp chất lưu huỳnh, chì Xử lý chất thải chất khử Chất thải Chất khử Cr (6) SO2, muối sulfite (sodium bisulfite, sodium metabisulfite, sodium hydrosulfite), sulfate sắt, bột sắt, bột nhôm, bột kẽm Chất thải có chứa thủy ngân NaBH4 Tetra-alkyl-lead NaBH4 Bạc NaBH4 Chất oxy hóa NaOH sử dụng nhiều việc khử độc thuốc trừ sâu, thí nghiệm cho thấy môi trường kiềm thời gian bán hủy số loại thuốc trừ sâu bị rút ngắn cách đáng kể PHƯƠNG PHÁP QUANG XÚC TÁC Q trình quang xúc tác q trình kích thích phản ứng quang hóa chất xúc tác, dựa nguyên tắc chất xúc tác Cat nhận lượng ánh sáng chuyển sang dạng hoạt hóa * Cat, sau * Cat chuyển lượng sang cho chất thải chất thải bị biến đổi sang dạng mong muốn Q trình tóm tắt sau: Cat + nlgás → * Cat * Cat + chất thải → * chất thải + Cat * Chất thải → sản phẩm Hoặc: *Cat + chất thải → (chất thải)- + Cat+ (chất thải)- → (sản phẩm)Cat+ + (sản phẩm)- → sản phẩm + Cat Một số chất bán dẫn sử dụng làm chất quang xúc tác zinc oxide ZnO, titanium dioxide TiO2, zinc titanate Zn2TiO2, cát biển, CdS chất cho hiệu cao TiO2 hiệu việc phân hủy chloroform urea (Kogo et al., 1980), thuốc trừ sâu gốc lân hữu dimethyl phosphate (Harada et al., 1976) Cyanide (CN-) (10.6 ppm KCH, 0,01 M NaOH) bị phân hủy nhanh chóng mơi trường có chứa 5% TiO chiếu sáng với nguồn sáng có bước sóng 350 nm (Carey and Oliver, 1980) Đầu tiên CN - bị oxy hóa thành CNO - Sau hàm lượng CNO- giảm dần chứng tỏ tiếp tục bị oxy hóa Q trình quang xúc tác xảy với xạ có bước sóng nhỏ 4200 oA tạo nên oxy hoạt tính phân hủy hồn tồn chất thải hữu thành CO nước (Nemerow Dasgupta, 1991) Xử lý dung dịch 10,6 ppm KCN, 0,01 M NaOH phương pháp quang xúc tác với 5%TiO2 (Carey and Oliver, 1980) Sơ đồ qui trình xử lý chất thải độc hại phương pháp quang xúc tác PHƯƠNG PHÁP HẤP PHỤ Q trình hấp phụ q trình tập hợp chất hịa tan dung dịch lên bề mặt chung chất lỏng khí, hai chất lỏng chất lỏng chất rắn thích hợp Xử lý bột than hoạt tính: bột than hoạt tính nước thải (thường nước thải sau xử lý sinh học) cho vào bể tiếp xúc, sau thời gian định bột than hoạt tính cho lắng, lọc Do than hoạt tính mịn nên phải sử dụng thêm chất trợ lắng polyelectrolyte Bột than hoạt tính cịn cho vào bể aeroten để loại bỏ chất hữu hịa tan nước thải Than hoạt tính sau sử dụng thường tái sinh để xử dụng lại, phương pháp hữu hiệu để tái sinh bột than hoạt tính chưa tìm ra, than hoạt tính dạng hạt người ta tái sinh lị đốt để oxy hóa chất hữu bám bề mặt chúng, trình tái sinh ÷ 10% hạt than bị phá hủy phải thay hạt Khả hấp phụ tối đa than hoạt tính dạng hạt tính công thức: [8,34lb/Mgal.(mg/L)] với (X/m)b: khả hấp phụ tối đa than hoạt tính dạng hạt, lb/lb g/g (thực tế, khoảng 25 ÷ 50% giá trị lý thuyết) Xb: trọng lượng chất hữu bị hấp phụ hạt than hoạt tính lb g Mc: trọng lượng than hoạt tính sử dụng cho cột lọc Q: lưu lượng nước thải, Mgal/d Ci: hàm lượng chất hữu nước thải, mg/L Cb: hàm lượng chất hữu bị hấp phụ (lý thuyết), mg/L tb: thời gian cần thiết cho trình hấp phụ PHƯƠNG PHÁP KHỬ TRÙNG Khử trùng (disinfection) khác với tiệt trùng (sterilization), q trình tiệt trùng tiêu diệt hồn tồn vi sinh vật cịn q trình khử trùng khơng tiêu diệt hết vi sinh vật Q trình khử trùng dùng để tiêu diệt vi khuẩn, virus, amoeb gây bệnh thương hàn, phó thương hàn, lỵ, dịch tả, sởi, viêm gan Các biện pháp khử trùng bao gồm sử dụng hóa chất, sử dụng trình lý, sử dụng xạ Trong phần bàn đến việc khử trùng hóa chất Các hóa chất thường sử dụng cho trình khử trùng chlorine hợp chất nó, bromine, ozone, phenol phenolic, cồn, kim loại nặng hợp chất nó, xà bột giặt, oxy già, loại kiềm axít Cl2 hịa tan mạnh nước (7160 mg/L 20 oC atm) Khi hòa tan nước tạo thành hypochlorous acide Cl2 + H2O > HOCl + H+ + ClVới hàm lượng Cl2 thấp 1000 mg/L pH > phản ứng thủy phân diễn hoàn toàn Hypochlorous acide sau bị ion hóa thành hypochlorite ion HOCL > OCl- + H+ HOCl OCl- coi lượng chlor tự hữu dụng Các dạng khác calcium hypochlorite sử dụng Ca(OCl)2 → Ca2+ + 2OClHypochlorous acide tác dụng với ammonia để tạo nên monochloroamine, dichloramine nitrogen trichloride NH4+ + HOCl → NH2Cl + H2O + H+ NH2Cl + HOCl → NHCl2 + H2O NHCl2 + HOCl → NCl3 + H2O Việc sinh sản phẩm tùy thuộc vào pH, nhiệt độ, thời gian tiếp xúc tỉ lệ ban đầu chlorine ammonia (Cl : NH4+ - N) Trong khoảng pH từ ÷ tỉ lệ Cl2 : NH4+ - N = : tất chlorine tự hữu dụng chuyển thành monochloramine vòng phút trở lại, tỉ lệ Cl2 : NH4+ - N lớn : có dichloramine tạo nên Khi pH < 6, lượng lớn nitrogen trichloride tạo thành, chất khí có mùi cần quản lý tốt pH để tránh xảy trường hợp Chloramine gọi hợp chất chlor hữu dụng Trong nước chloramine bị thủy phân yếu để tạo nên hypoclorous acide Hiệu suất khử trùng chloramine tùy thuộc vào lượng hypochlorous acide tạo nên Khi cho chlorine vào nước thải có chứa chất khử (H 2S, NO2-, Fe2+, Mn2+ ) amonia amine hữu đường biểu diễn dư lượng chlorine sau phản ứng biểu diễn hình Dư lượng chlorine trình sử dụng chlorine để khử trùng Đầu tiên cho chlorine vào nước thải phản ứng hết với chất khử khơng có chlorine thừa (a - b): H2S + Cl2 → 2HCl + S Chlorine tác dụng với phenol tạo nên mono-, di- trichlorophenol tạo mùi vị nước Nó cịn tác dụng với mùn nước tạo thành hợp chất chlor có chloroform CHCl3 chất gây ung thư Cho tới liều lượng b thỏa mãn nhu cầu chlor chất khử, tiếp tục cho thêm chlor vào tạo nên chloramine, chloramine tạo nên phần dư lượng dạng hợp chất chlor hữu dụng Khi tất ammonia amine hữu nước thải phản ứng hết với chlorine (c) việc tiếp tục cho thêm chlorine vào tạo nên phản ứng oxy hóa chloramine q trình làm giảm dư lượng chlor (c - d) tạo nên N 2, NO3 NCl3 Việc giảm dư lượng chlorine kết trình khử nguyên tử chlorine đến mức oxy hóa thấp (chloride) Sau kết thúc q trình oxy hóa chloramine tiếp tục cho chlor vào nước thải tạo nên dư lượng chlor tự hữu dụng đường biểu diễn từ điểm d lên Điểm d coi "điểm dừng" đồ thị Việc xác định điểm dừng để xác định liều lượng chlorine cần sử dụng cho trình xử lý ammonia khử trùng nước thải (cần thiết phải có dư lượng chlor tự hữu dụng để bảo đảm cho trình khử trùng) Tuy nhiên việc áp dụng điểm dừng để xác định liều lượng chlorine đòi hỏi kỹ thuật cao ứng dụng Để đơn giản hóa vấn đề việc xử lý nước thải sinh hoạt người ta xác định dư lượng hợp chất chlor hữu dụng sau 15 phút tiếp xúc nước thải chlorine đạt nồng độ 0,5 mg/L liều lượng chlorine sử dụng đủ người ta gọi lượng chlorine cần thiết Để hồn thành công đoạn xử lý nước thải chlorine nước thải dung dịch chlor (phân phối qua ống châm lổ, suốt chiếu ngang bể trộn) cho vào bể trộn trang bị máy khuấy vận tốc cao, thời gian lưu tồn nước thải dung dịch chlorine bể trộn không ngắn 30 giây Sau nước thải trộn lẫn với dung dịch chlorine cho chảy qua bể tiếp xúc chia thành kênh dài hẹp theo đường gấp khúc Thời gian tiếp xúc chlorine nước thải từ 15 ÷ 45 phút, phải giữ 15 phút tải đỉnh Bể tiếp xúc chlorine thường thiết kế theo kiểu plugflow (ngoằn ngoèo) Tỉ lệ dài : rộng từ 10 : đến 40 : Vận tốc tối thiểu nước thải phải từ ÷ 4,5 m/phút để tránh lắng bùn bể Chương Mơ tả tóm tắt địa điểm cơng ty xăng dầu B12 Điều kiện tự nhiên khu vực: Cảng dầu B12 thuộc phường Bãi Cháy TP Hạ Long tỉnh QN Tổng diện tích kho khoảng 50ha( tính diện tích bề mặt nước Cảng) Cách cầu Bãi Cháy 500m, vị trí kín gió vịnh Hạ Long Cách khu trung tâm TP Hạ Long 3km phía Tây Cách Hà Nội 140 km phía Đơng Bắc Địa hình triền đồi hẹp vùng đồi núi thấp, phía Đơng Nam giáp biển Bắc Tây vùng đồi núi thấp có dân cư sinh sống thuộc Phường Bãi Cháy Phía Bắc chạy dọc theo bờ biển giáp cảng Cái Lân Khoảng cách gần từ khu bể đến khu dân cư vào khoảng 500m Điều kiện khí tượng, thuỷ văn khu vực a.Nhiệt độ( oC) nhiệt độ trung bình năm :2205 Nhiệt độ trung bình lớn :2607 Nhiệt độ trung bình thấp :2006 b Độ ẩm: Độ ẩm khơng khí trung bình năm 82% c.Bão Bão cấp 12 cấp 12 Mùa mưa bão có từ 5đến bão đổ thẳng vào bờ biển QN d.Mưa: Trong khu vực chia thành hai mùa mưa rõ rệt Mùa mưa từ tháng đến tháng 9: tháng tháng cuối mùa cạn, từ tháng đến tháng tháng mùa lũ Lượng mưa trung bình năm: 2000mm Mùa khô kéo dài từ tháng 10 đến tháng năm sau.Mùa thường thiếu nước sinh hoạt, có sâm nhập mặn vùng cửa sông Vịnh Hạ Long Chế độ thuỷ chiều: Nhật triều Tác động thuỷ triều , bão lụt phức tạp: Hmax = 4,5m Hmin = 0,0m - Theo độ cao” Độ không hải đồ” Htb = 2,0m - Độ cao sóng lớn tới 1,5m Mùa đơng thường có sương mù e.Nhận xét chung điều kiện khí tượng Khí hậu chung khu vực Cảng dầu B12 mang tính chất khí hậu vùng ven biển nóng ẩm, chịu ảnh hưởng trực tiếp gió mùa, chia thành hai mùa rõ rệt Tổng hợp yếu tố khí tượng quan trắc trạm Bãi Cháy Bảng 1.2 Bảng1.2: Tình hình khí tượng quan trắc trạm Bãi Cháy năm 2000 Tháng Giờ nắng (Giờ) 10 11 12 Cả năm 83.3 47.8 23.0 52.2 189.6 120.5 115.8 169.0 193.7 225.9 211.0 121.9 ∑ = 1553.7 Nhiệt độ không khí trung bình ( oC) 17.6 18.3 17.9 24.5 27.4 28.2 27.4 27.4 27.1 23.8 23.8 19.6 TB= 23.5 Lượng mưa trung bình tháng năm 1.4 30.5 123.5 39 57.8 362.6 738.9 738.9 285.6 205.9 205.9 21.2 ∑ = 2255.9 Độ ẩm khơng khí trung bình năm(%) 79 88 86 88 82 84 89 89 83 78 78 82 TB= 84 3.Cấp, thoát nước * Nguồn nước chủ yếu: Nhà máy nước Đồng Ho, công suất thiết kế 20.000 m 3/ ngày đêm Thực cấp 12000m3/ngày đêm Chủ yếu cung cấp cho khu vực Bãi Cháy khu du lich, sở công nghiệp, điểm dân cư tập trung Tỷ lệ dân cư cấp nước máy thấp, hịên triển khai dự án cấp nước khu vực Bãi Cháy, Hòn Gai với vốn đầu tư Chính Phủ Đan Mạch Tình hình nhiễm dầu ven biển Vịnh Hạ Long Vịnh Hạ Longcó Cảng Bãi Cháy nơi có tầu vào thường xuyên nguồn có khả gây ô nhiễm dầu( Nước xả hầm máy có lẫn dầu mỡ khơng xử lý,….), cần có quan tâm chặt chẽ, nói chung nước Vịnh Hạ Long bị ô nhiễm, nhiều nơi Vịnh Hạ Long hàm lượng dầu đă lên đến 0.005mg/l Đặc biệt tuyến giao thông thuỷ hàm lượng dầu cao nhiều 4.Các sở hoạt động thuộc Cảng B12 a.Vùng bến nhập xuất dầu dạng bến phao cách bờ 400m, mực nước sâu 14m, có thiết bị neo, có khả tiếp nhận tầu dầu đến trọng tải 30.000DWT Dưới đáy cảng đường ống thépФ219×12mm, chơn sâu gần 2m, nối lên ống mềm chịu áp tới 16Kg/cm2 để bơm dầu từ tầu vào kho b Vùng bến xuất nội địa dạng trụ, tựa, kết cấu kiểu bến trọng lực, bao gồm hai vị trí(đã trang bị xuất tự động qua lưu lượng kế): Bến 300DWT bến 3500DWT c Khu bể bồn chứa: Bao gồm bể với tổng dung tích 38.000m Bể chứa hình trụ gồm loại: + bể 8.000m3 + bể 5.000m3 + bể 1.000m3 Khu bể tồn chứa có nguồn nước thải lẫn xăng dầu đưa khu xử lý nước thải bao gồm: Nước xả đáy bể, nước xúc rửa bể, nước làm mát bể, nước mưa rơi vào khu vực thành mái bể, nước mưa rơi vào rãnh công nghệ xuất nhập d Trạmbơm xăng dầu: + Trạm bơm chính: Được lắp tổ hợp máy bơm UC57; Q= 70/140m3/h; H=140/70mH20, N=55KW, máy thuộc bơm ly tâm nhiều cấp, có làm mát trục nước, đầu trục làm kín bạc Grafit Nước làm mát máy bơm hệ thống tuần hoàn kín Nước thải nhiễm dầu đưa khu xử lý nước thải có nước vệ sinh cơng nghiệp trạm bơm +Trạm bơm dầu FO: Được lắp đặt tổ hợp bơm Đức có kí hiệu HP 180-74; Q=225m3/h; H=100m H20; N=132KW, bơm bơm trục vít e Hệ thống cứu hoả: Bao gồm hệ thống ống dẫn nước, bọt Ф 159×5 đến bể; máy bơm cứu hoả có nhiệm vụ: + Phun bọt dập tắt đám cháy + Phun nước theo yêu cầu sản xuất, vệ sinh công nghiệp hay làm mát trình chữa cháy, chống nóng mùa hè + Nguồn nước chữa cháy lấy từ bể cứu hoả có V = 500m3, bổ sung nguồn nước giếng khoan kho nguồn nước Quốc Gia Khi hệ thống phun nước hoạt động( vệ sinh, làm mát bể, ….) toàn lượng nước đưa khu vực xử lý nước thải f Hệ thống thoát nước xử lý nước thải: Hệ thống thoát nước mưa quy ước sạch( Nước mưa rơi khu bể, bên đê bao chân bể) xả trực tiếp biển Hệ thống thoát nước thải nhiễm dầu từ khu bể chứa, trạm bơm… khu xử lý nước thải PHẦN II: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC , XỬ LÝ NƯỚC THẢI CẢNG DẦU B12 2.1.HIỆN TRẠNG HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC, XỬ LÝ NƯỚC THẢI CẢNG DẦU B12 TRƯỚC KHI CẢI TẠO a Hệ thống thoát nước Cảng dầu B12 tách làm hai hệ thống riêng biệt: + Hệ thống nước mưa: Dẫn nước mưa bên ngồi khu vực đê ngăn cháy( hệ thống rãnh hở thu nước) hệ thống nước mưa rơi bên khu vực đê ngăn cháy( đê bao chân bể chứa xăng dầu) hệ thống ống Ф273 chôn ngầm xả thẳng biển + Hệ thống thoát nước thải sản xuất: Dẫn nước xả đáy bể, nước mưa rơi vào khu vực mái bể , thành bể( đê bao chân bể) , rãnh công nghiệp qua hố Clápê, hố bịt, hố kiểm tra… theo hệ thống Ф219 chôn ngầm khu xử lý nước thải b Công nghệ xử lý( vẽ) - Toàn nước thải nhiễm dầu khu bể( Bể A1,A2, D1, D2, M1,M2,M3,M4) tập trung đưa bể tập trungG3( V=12 m3), bể tách dầu lớp mỏng(G4) hệ thống đường ống thép Ф273 v Ф325mm Tại G3 dầu lên đựơc thu lại nhờ thiết bị thu dầu bơm bể lắng gạn dầu sơ G1 Nước xả đáy qua ống bê tơng Ф400 biển - Trước cải tạo Cảng dầu B12 có miệng xả nước thải ngồi mơi trường, có miệng thải nước thải sản xuất sau xử lý - Nước thải nhiễm sau bơm lên bểG1, giữ lại bể đủ thời gian phân ly dầu nước, nước xả đáy qua bể G4 thoát biển, dầu gạn bể G2 bơm trở công nghệ pha chế c Các cơng trình xử lý: Bao gồm: + Hệ thống đường ống dẫn nước thải sản xuất: Dùng ống Ф273 Ф325 đưa từ khu bể khu xử lý +Đương thoát nước từ sau bể G3, G4 biển Ф400 + Bể G3 có V= 13m3, có thiết kế thiết bị thu dầu- Nguyên lý chảy tràn đấu nối với công nghệ hút trạm bơm tiêu độc +Bể G4 có V=8m3, thiết bị dạng lớp mỏng, lắp đặt thiết bị thu dầu- Nguyên lý chảy tràn đấu nối với công nghệ hút trạm bơm tiêu độc + Trạm bơm tiêu độc: bơm ACBH -80A; bơm trục vít với tổng lưu lượng khoảng 30m3/h + Bể lắng gạn dầu sơ G1 có V=300m3 +Bể chứa dầu G2 có V=6m3 d Chất lượng nước thải: Nước thải sau gạn lắng tách dầu sơ bể G1 xả qua bể gạn dầu với lớp mỏng G4 tách dầu lần trước xả ngồi mơi trường Nước thải có thành phần: Cacbua Hydro cao( 420-600mg/l), hàm lượng Chì (Pb từ 0.225-1.35mg/l).( Kết phân tích TT Kỹ thuật mơi trường thị khu công nghiệp- Trường ĐHXD Hà Nội-CEETIA) 2.2 Những tồn + Bể G1 có miệng gạn dầu Ф100 đặt cố định ( Cách chân bể 0.34m)Trong miệng xả nước môi trường cách chân bể 0.18m + Để gạn dầu bể G2 ta phải tổ chức xả nước bể G4 đến mức nước ngang với miệng gạn dầu đóng van xả mở van gạn dầu bể G2 Như gần tới thời điểm gạn dầu nước thải xả bể G4 mang theo lượng dầu lẫn lớn, tiếp tục đựơc gạn lọc bể G4 hàm lượng dầu cịn lại nước thải xả mơi trường khơng thể đạt TCVN Nguyên nhân Miệng gạn dầu bể G1 miệng gạn cứng khả gạn dầu có hiệu suất khơng cao Chiều cao từ miệng gạn tới chân bể thấp phải tổ chức xả nhiều nước gạn dầu, dẫn đến q trình lắng tách dầu khơng thể chứa nước lẫn dầu với mức chứa tối đa bể Tỷ trọng dầu FO lớn nên khả phân ly dầu- nước không tốt, giảm hiệu tách dầu học Sau trình xử lý học nước thải chưa tiếp tục xử lý phương pháp khác, vấn đề đặt cần phải có giải pháp thích hợp để khắc phục nhứng tồn 2.4.Lựa chọn giải pháp 2.4.1.Yêu cầu đặt ra: - Tăng khả gạn học hệ thống - Thu hồi dầu nhanh chóng tổ chức bơm nước đuổi dầu ống mềm bể G1 - Nâng cao khả chứa bể G1 - Xử lý nước thải nhiễm dầu sau lắng gạn học phương pháp: Tách dầu thiết bị tách dầu học sau ứng dụng cơng nghệ phân huỷ sinh học xử lý triệt để nước thải nhiễm dầu trước xả ngồi mơi trường 2.4.2.Phương án cải tạo hệ thống: a Sửa chữa cải tạo hệ thống cũ: - Sửa chữa hệ thống thoát nước từ khu bể bể G3 -Sửa chữa bể G3 : Để đảm bảo khơng thấm nước, kín, đủ khả đáp ứng lưu lượng hút lắp đặt bơm có lưu lượng cao(Q=50m3/h) - Sửa chữa bể G1 : Nâng cao miệng gạn dầu bể G2 để có khả thu nhanh dầu bể G2 trường hợp; bổ xung miệng gạn dầu mềm thu dầu lớp mặt lắp đặt bể G1 - Thay đổi cao độ bể G2 để gạn từ bể G1 thiết bị tách dầu học VH-B12 tự chảy b.Xây dựng bổ xung hạng mục công trình mới.( có sơ đồ cơng nghệ hệ thống kèm theo) - Xây dựng bể lắp đặt thiết bị tách dầu học VH-B12 sau bể G1 với công suất 20m3/h -Xây dựng cơng trình ứng dụng cơng nghệ xử lý sinh học trước xả biển 2.4.3.Cơ sở tính tốn để lựa chọn cơng suất thiết bị a Lưu lượng nước thải nhiễm dầu cần xử lý Lưu lượng nước thải nhiễm dầu khu vực tổng hai loại nước thải sau: Qtc= Qm+Qx(1) Trong đó: Qtc: Lưu lượng tổng cộng nước thải nhiễm dầu Qm: Lưu lượng nước mưa tính 15 phút đầu Q x:Lưu lượng nước thải xúc rửa bể( Qx=100m3/ngày) Lưu lượng nước mưa Qtt tính theo cơng thức: Qtt= q.F Ψ (2) Trong : q: Cường độ mưa(l/s/ha) F: Diện tích nước(ha) bao gồm diện tích mái bể+ diện tích rãnh bao quanh bể( Có bể 8000m3, đường kính 28m; bể 500m3, đường kính 21m; bể 1000m3 có đường kính bể 11m Rãnh bao quanh bể rộng 1.0m) F=0.25(ha) Ψ : Hệ số dòng chảy + Cường độ mưa tính theo cơng thức: q= [(20+b)nq20(1+ClgP)]/(t+b)n (3) Trong đó: n, C, b- Đại lượng phụ thuộc vào đặc điểm khí hậu vùng q 20 : Cường độ mưa khoảng thời gian 20phút đầu., với chu kí lặp lại năm lần P: Chu kì ngập lụt Chọn P=20 năm t : Thời gian mưa tính tốn Chọn t=15 phút Tại Quảng Ninh( Trạm Hồng Gai) giá trị sau:b=11.13; C=0.2433; n=0.7374,q20=303,6 Từ xác định đựơc q=400l/s/ha + Hệ số dòng chảy Ψ tính theo cơng thức: Ψ =Z.q0.2.t0.1 (4) Trong :Z Hệ số mặt phủ, kho xăng dầu Z=0.24 Từ ta tính đựơc : Ψ = 1.07 Từ cơng thức (2) ta có: Qtt=400(l/s/ha).0.25(ha).1.07=107l/s.=385m3/h Lưu lượng nước thải nước mưa lượng mưa 15 phút đầu: QmA=385.15/60=96,25m3 Đây lưu lượng nước tính tốn cho loại nước mưa nhiễm dầu ngày có mưa( Với chu kì tính tốn 20 năm lặp lại) Qx : Lượng nước thải xúc rửa bể Việc xúc rửa bể tiến hành theo quy trình tiến hành >2 năm/lần/bể lượng nước xả khoảng 100m3/ngày( Với lượng nước bơm vào bể 5000m3 400m3 nước phải xả từ 3-4 ngày) Vậy lưu lượng nước thải nhiễm dầu tính tốn lớn kho là: Qtc=96,5+100=196,25 m3/ngày Đây tổng lượng nước thải nhiễm dầu tính tốn cho trưòng hợp bất lợi nhất, thực tế mưa ta khơng tiến hành xả nước đáy bể không xả nước tiến hành xúc rửa bể lưu lượng nước thải nhiễm dầu lưu lượng nước mưa tính cho 15 phút đầu( vào khoảng 100m3/ngđ) Nhưng thường tập trung với thời gian ngắn, mặt khác trình xúc rửa bể cần sức chứa phải tiến hành xả nước nhanh với lưu lượng lớn (>100m3/ngđ) để có hệ số an tồn cần thiết phải chọn thiết bị có cơng suất thiết kế đáp ứng u cầu trường hợp bất lợi Khi xảy trận mưa tính tốn( 20 năm lặp lại) ta buộc phải đưa nước thải nhiễm xăng dầu vào khu xử lý nước thải với thời gian ngắn (