2.4 Các giải pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường tại các làng nghề tái chế
2.4.2 Giải pháp về kỹ thuật công nghệ
Sản xuất sạch hơn (SXSH) đối với một quá trình sản xuất bao gồm việc sử dụng hiệu quả nguyên liệu và năng lượng, loại trừ các nguyên liệu độc hại và giảm lượng cũng như tính độc hại của tất cả các chất thải tại nguồn thải. Ngoài ra SXSH còn làm thay đổi thái độ ứng xử tới môi trường, ý thức trách nhiệm của người lao động cũng như người quản lý trong việc hoàn thiện công nghệ và sản phẩm sao cho quá trình sản xuất đạt hiệu quả kinh tế cao nhất.
Bảng 2.3 : Các giải pháp sản xuất sạch hơn cho các làng nghề tái chế kim loại
TT Các giải pháp SXSH Nhóm giải
pháp Chi phí đầu tư Lợi ích
1 Sử dụng than đá có hàm lượng lưu huỳnh thấp, có nhiệt độ cao
Thay đổi nhiên liệu đầu vào
Giá thành mua than
cao hơn Nâng cao nhiệt độ lò Giảm lượng xỉ than Giảm nồng độ khí thải 2 Tuần hoàn tái sử dụng lại
lượng nước làm mát, nước rửa tại khâu mạ
Tuần hoàn
nước Xây dựng thêm bể
(thùng) chứa Giảm chi phí sử dụng nước.
Giảm lượng nước thải 20 - 30%
3 Thu gom riêng nước thải
tại khâu mạ để xử lý Tuần hoàn, phân luồng dòng thải
Mức đầu tư thấp, khoảng 2.000-2.500 đồng/m3 nước thải
Giảm chi phí sử dụng nước.
Giảm lượng nước thải và chi phí xử lý nước thải.
4 Trang bị cho công nhân khẩu
trang phòng bụi Quản lý nội
vi Mức đầu tư thấp, chỉ khoảng 2.000 đồng/người
Giảm được tác động của khí bụi tới sức khỏe của người lao động
5
Bảo ôn lò đốt, tránh tổn thất
nhiệt Quản lý nội
vi Mức đầu tư trung bình, chi phí khoảng 200 – 300 nghìn đồng/lò
Giảm ô nhiễm nhiệt
Tiết kiệm nhiên liệu, năng lượng
6
Bảo dưỡng các máy móc
thiết bị Quản lý nội
vi Nhân công, dầu mỡ, phụ kiện thay thế 100.000
đồng/tháng/xưởng
Giảm độ ồn
Tăng tuổi thọ thiết bị
7
Lắp đặt hệ thống chụp hút thu khí bụi từ lò đốt, phòng không ra ngoài trời
Cải tiến
máy móc Mức đầu tư tương đối cao, khoảng 4 – 7 triệu đồng/lò
Giảm ô nhiễm khí thải
8
Cải tạo lại nhà xưởng sản xuất (nhà xưởng cần thông thoáng, tường bao dày để chống tiếng ồn)
Quản lý nội
vi Mức đầu tư trung bình, khoảng 1 – 2 triệu đồng/xưởng sản xuất
Giảm được ô nhiễm tiếng ồn Giảm nồng độ khí thải trong khu vực nhà xưởng
9 Cải tiến lò nấu nhôm Cải tiến
thiết bị Mức đầu tư 12 –
16 triệu đồng/lò Tăng hiệu suất 10%
10
Cần lắp hệ thống quạt thông gió để thông thoáng nhà xưởng sản xuất
Cải tiến
thiết bị Mức đầu tư thấp, khoảng 1 – 2 triệu đồng/xưởng
Giảm được nồng độ khí độc và bụi trong nhà xưởng sản xuất
11
Thay thế thiết bị cũ bằng thiết bị mới hiện đại và ít gây ô nhiễm hơn
Cải tiến máy móc, thiết bị
Mức đầu tư cao 5-
15triệu đồng/xưởng Giảm lượng chất thải
Nâng cao chất lượng sản phẩm, giảm tỷ lệ sản phẩm hỏng.
Nâng cao hiệu suất lao động Nguồn: Đặng Kim Chi và cs. (2005); Bộ Công thương (2011) Các giải pháp giảm thiểu chất thải được dựa trên một số phân tích nguyên nhân phát sinh chất thải và xây dựng trên nguyên tắc giảm chất ô nhiễm ngay trong quá trình sản xuất. Do mỗi làng nghề tái chế kim loại sản xuất nhiều sản phẩm khác nhau, mỗi loại hình có những đặc tính sản xuất khác nhau. Vì vậy các giải pháp được đề xuất trên cơ sở từng loại hình sản xuất.
Đối với các cơ sở sản xuất kim loại màu:
- Với lò nấu kim loại màu
+ Bổ sung chất trợ dung trong quá trình đúc, giảm được độ bay hơi của các kim loại ở nhiệt độ cao, làm tăng chất lượng sản phẩm. Ví dụ như đúc nhôm có thể các chất trợ dung là NaCl, CaF2, Na3AlF6,…
+ Nấu nhôm cũng như các kim loại màu khác thường sinh ra các khí độc hại vì vậy các lò nấu trên chuyển ra xa khu dân cư, tập trung thành một khu chuyên sản xuất.
+ Lắp đặt quạt hút để khí có thể thoát theo ống khói.
+ Tẩy bỏ sơn, các hóa chất, dung môi khác trên nguyên liệu thu gom trước khu đưa vào nấu.
+ Tận dụng lại cặn kim loại (nấu lại) trong xỉ trước khi thải bỏ. Ví dụ như cặn nhôm có thể tận dụng làm phèn công nghiệp.
- Với khâu nhúng nhôm
+ Lắp đặt chụp hút tại bể nhúng kiềm, thu hồi kiềm nóng, ngưng tụ hơi kiềm quay trở về bể nhúng.
+ Cải tiến khâu rửa sản phẩm để giảm lượng nước thải.
+ Đặt các bể rửa gần nhau tránh rơi dung dịch trên đường đi.
+ Không thải bỏ nước rửa có nồng độ loãng, bổ sung thêm hóa chất tiếp tục sử dụng.
- Đối với các cơ sở cán kéo
- Đập nhỏ than cục to để tăng hiệu suất cháy.
- Bảo ôn lại lò tránh thất thoát nhiệt.
- Lắp đặt hệ thống cấp khí phân phối đều vào lò nung làm giảm lượng bụi than, hiệu suất đốt than cao hơn.
- Lắp đặt hệ thống thu hồi khói, bụi để xử lý không để phát tán trong khu vực lao động (lắp quạt hút, ống khói).
- Bảo dưỡng máy móc, tra dầu mỡ, lót đế cao su ở chân máy giảm thiểu tiếng ồn.
- Tuần hoàn nước làm mát. Để tiết kiệm lượng nước này nên sử dụng thùng cao vị, điều chỉnh van sao cho lượng nước đủ làm mát, sau đó thu hồi lại và định kỳ
2.4.2.2. Giải pháp công nghệ
Để từng bước cải thiện chất lượng môi trường tại các làng nghề một cách có hiệu quả, cần thiết phải tiến hành đồng thời các giải pháp kỹ thuật và quản lý. Trên cơ sở căn cứ vào điều kiện phát triển cụ thể của các cơ sở ta có thể áp dụng từng phần hay tổng hợp các giải pháp từng bước giảm thiểu và khắc phục ô nhiễm môi trường.
Xử lý nước thải - Nước thải mạ điện
Đặc điểm chính của nước thải mạ điện ở các làng nghề gia công và tái chế kim loại là lượng nước thải không lớn, nguồn thải không tập trung và chế độ thải gián đoạn. Nước thải có thành phần ô nhiễm chủ yếu là các kim loại Zn, Fe và có độ pH thấp. Để đạt được hiệu quả tốt trong việc xử lý cần thiết đầu tiên là phải tiến hành tách dòng thải cơ sở mạ điện để đưa đi xử lý riêng, tránh gây ô nhiễm cho các nguồn thải khác. Để tách Zn2+có thể sử dụng sữa vôi Ca(OH)2 hay xút NaOH để trung hòa và phản ứng tạo kết tủa (Võ Văn Minh và Võ Châu Tuấn, 2012).
ZnSO4 + Ca(OH)2 → Zn(OH)2 + CaSO4 Để khử Cr kết hợp với trung hòa và lắng.
+ Giai đoạn 1: Khử Cr6+ thành Cr3+ sử dụng chất khử NaHSO3, Na2SO3 + Giai đoạn 2: Trung hòa, keo tụ
+ Giai đoạn 3: Lắng
Có thể dùng hai thùng luân phiên nhau: một thùng chứa chất thải, còn một thùng để xử lý nước thải.
1.Song chắn rác 2. Bơm nước thải 3. Bể trung hòa kết hợp với bể lắng Hình 2.3: Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải bể mạ
Nguồn: Võ Văn Minh và Võ Châu Tuấn (2012)
Công nghệ này rất thích hợp cho việc xử lý nước thải một cách gián đoạn tại các hộ gia đình.
Quá trình trung hòa được thực hiện trong bể trung hòa kiểu làm việc gián đoạn theo chu kỳ. Về cấu tạo bể được làm bằng thép CT3 có tráng epoxy hoặc bằng thép không gỉ để chống lại sự ăn mòn của hóa chất có trong nước thải. Có thể kết hợp quá trình trung hòa và lắng tại cùng một bể nhằm đạt hiệu quả về mặt kinh tế.
Nước thải sau khi qua song chắn rác được khuấy trộn cùng với hóa chất trong vòng 20 phút nhằm tạo điều kiện cho các phản ứng xảy ra triệt để. Thời gian lắng trong bể là 30 phút, sau đó nước thải và cặn lắng được xả ra để chuẩn bị cho một mẻ xử lý mới (Võ Văn Minh và Võ Châu Tuấn, 2012).
Hóa chất dùng để trung hòa là CaO hoạt tính đi từ nguyên liệu chính là vôi tôi có bán trên thị trường (chứa 50% CaO hoạt tính). Sự trung hòa nước thải diễn ra đồng thời với sự lắng xuống của kết tủa của các ion kim loại.
Nước thải sau lắng có pH ổn định và hàm lượng các kim loại cho phép được thải ra nguồn tiếp nhận.
- Nước thải xưởng cán
Việc xử lý nước thải này là tách dầu và chất lơ lửng. Do vậy việc áp dụng các phương pháp xử lý cơ học là đơn giản và kinh tế hơn cả, đặc biệt là khi việc đòi hỏi chất lượng của nước tiếp nhận không cao.
Hình 2.4: Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải quá trình cán
(Nguồn: Đặng Kim Chi và cs., 2005)
Nước thải từ quá trình sản xuất được đưa qua song chắn rác (1) để loại bỏ các tạp chất thô và rác có trong dòng chảy. Tại bể tách dầu (2) do có tỷ trọng nhẹ hơn dầu mỡ trong nước thải được tách ra. Đồng thời do thời gian lưu tương đối lớn nên các chất lơ lửng có trong nước sẽ được lắng tích lại ở đáy bể và định kỳ được tháo ra.
Đối với các cơ sở cán thép với lưu lượng nước làm nguội thép khoảng 300m3/ngày và làm việc liên tục trong 16 tiếng thì dung tích bể có thể từ 10 – 18m3 và giá thành xây dựng hệ thống khoảng 18 – 20 triệu đồng (Lê Thị Cẩm Hồng, 2010).
Tại Tây Ban Nha, nước thải được xử lý bằng quy trình VALPUREN (được cấp bằng sáng chế Tây Ban Nha số P9900761). Đây là quy trình xử lý kết hợp phân hủy kỵ khí tạo hơi nước và làm khô bùn bằng nhiệt năng được cấp bởi hỗ hợp khí sinh học và khí tự nhiên.
Tại Hà Lan, nước thải được xử lý bằng công nghệ SBR qua 2 giai đoạn:
giai đoạn hiếu khí chuyển hóa thành phần hữu cơ thành CO2, nhiệt năng và nước, amoni được nitrat hóa thành nitrit hoặc khí nitơ; giai đoạn kỵ khí xảy ra quá trình đề nitrat thành khí nitơ. Phốtphat được loại bỏ từ pha lỏng bằng định lượng vôi vào bể sục khí.
Xử lý khí thải
Khí thải là nguồn gây ô nhiễm chính ở làng nghề tái chế kim loại.
Nguồn gốc chủ yếu là phát sinh từ lò nấu, luyện kim loại, các hơi dung môi và khí từ quá trình gia công cơ khí khác.
Đối với loại hình làng nghề tái chế sắt thép thì khí thải có thành phần gây ô nhiễm chủ yếu là bụi, vì vậy ở các làng nghề này chỉ cần lắp đặt hệ thống các thiết bị xyclone và hệ thống chống nóng là đủ.
Đối với các làng nghề đúc nhôm, chì, và một số cơ sở đúc nhôm, đồng, chì khác, do khí thải của các cơ sở sản xuất chứa nhiều thành phần độc hại như hơi đồng, chì, nhôm… nên cần phải lắp đặt cả hệ thống xyclone để tách bụi và bố trí thêm các tháp rửa có dung dịch hấp thụ là nước hoặc các dung môi hoá học để đảm bảo chất lượng không khí sau xử lý.
Đối với các lò đúc (nhôm, chì, đồng) có quy mô sản xuất nhỏ và điều kiện kinh tế hạn hẹp có thể chỉ cần bố trí một quạt hút khí chụp trên miệng lò đúc, cho sục qua bể chứa nước vôi (Đặng Kim Chi và cs., 2005).
Kinh nghiệm của tỉnh Bắc Ninh trong việc xử lý khí thải làng nghề tái chế kim loại màu:
Nhằm giảm thiểu tình trạng ô nhiễm môi trường khu vực làng nghề trên địa bàn tỉnh Bắc Ninh, năm 2009, với nguồn vốn hỗ trợ không hoàn lại của Chính phủ Nhật Bản, Dự án "Hỗ trợ 6 mô hình trình diễn về xử lý ô nhiễm môi trường không khí tại các làng nghề tái chế kim loại màu" đã được triển khai tại 6 HTX tái chế kim loại màu ở 3 xã Văn Môn (Yên Phong), Đại Bái (Gia Bình), Quảng Bố (Lương Tài). Theo đánh giá của các cơ quan chuyên môn, công nghệ xử lý khí thải được áp dụng trong các mô hình này là công nghệ xử lý khí bằng phương pháp hấp thụ và khuếch tán tuần hoàn với thiết bị lọc bụi kiểu ướt. Toàn bộ khí thải trong quá trình sản xuất bao gồm các thành phần bụi, hơi nước, kim loại nặng và hỗn hợp khí CO2, SO2... được hút theo tháp dẫn nhờ sự chênh lệch áp suất tự nhiên và trên nóc của hệ thống tháp được lắp đặt quả cầu hút. Sau khi qua tháp, kim loại nặng, khí độc sẽ lắng xuống đáy bể có chứa dung dịch tuần hoàn, khí thoát ra môi trường là khí sạch. Dung dịch hấp phụ được bom vận chuyển tuần hoàn trong tháp, sau chu kỳ 2 tháng, hoạt động lượng bùn ở đáy bể sẽ được tháo ra ngoài (Phạm Tố Oanh, 2012).
Xử lý ô nhiễm đất
Môi trường đất tại các làng nghề tái chế kim loại chịu tác động của các chất độc hại từ: Các nguồn thải đổ tại các bãi chứa kim loại tái chế phế thải còn dính đầy nhựa, sơn, dầu, mỡ lâu dần ngấm vào đất; lượng chất thải rắn có thành phần phức tạp, khó phân hủy (bavia, bụi kim loại, phoi, rỉ sắt) thải đổ ra đất; xỉ than và phế liệu thải đổ ra các khu đất trống của làng, gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Chất lượng môi trường đất khảo sát tại một số làng nghề cho thấy, đất đang có nguy cơ nhiễm kim loại nặng, hàm lượng kim loại phát hiện được Ni = 0,005 – 0,001 mg/l, Zn = 0,02 – 0,025 mg/l, là tương đối cao so với các khu vực khác (Đặng Kim Chi và cs., 2005).
Để giảm thiểu ô nhiễm đất cần có các giải pháp tích hợp, kết hợp xử lý khí thải, nước thải và chất thải rắn. Nước thải sản xuất phải được thu gom tập trung tại trạm xử lý, tránh tình trạng nước thải chưa qua xử lý, đổ thải ra mương nước tưới cho nông nghiệp. Chất thải rắn phát sinh trong quá trình sản xuất phải được thu gom triệt để về các bãi rác tập trung, không được đổ bừa bãi ra kênh mương và các bãi đất gây ô nhiễm đất.
Xử lý chất thải rắn
Chất thải rắn sinh hoạt của làng nghề tái chế kim loại chủ yếu là các chất hữu cơ, vỏ bao bì, nilon có thể xử lý bằng phương pháp đốt theo mô hình lò đốt rác thải công nghệ mới NFi -05, với công suất đốt 5 tấn rác/ngày. Mô hình này đã được áp dụng thành công tại một số huyện của tỉnh Bắc Ninh. Theo phòng Tài nguyên và Môi trường huyện Yên Phong, lò NFi-05 có nhiều tính năng ưu việt là không sử dụng điện, khí gas hay xăng dầu để hoạt động mà dùng chính rác thải khô, nilon để làm mồi đốt (nhóm lò) kết hợp với các van điều chỉnh được thiết kế để điều chỉnh lưu lượng trong lò đốt. Khi đốt nhiệt độ trong lò có thể đạt tới 6500C đến 10000C giúp rác cháy nhanh chóng (kể cả rác còn ướt) và không sinh ra khói. Loại lò này sử dụng công nghệ đốt hai lớp, lớp thứ nhất khi rác mới được đưa vào đốt cháy tại buồng đốt đầu tiên thì các phế thải chưa đốt hết, tro, bụi và các loại khí được chuyển sang buồng đốt thứ hai. Tại đây, phế thải được đốt lần nữa để triệt tiêu khí độc, mùi, các chất thải, khói bụi…không ảnh hưởng tới môi trường. Đặc biệt, lò đốt có khả năng đốt được 24giờ/ngày, năng lượng của rác tạo ra trong quá trình cháy có thể ủ giữ nhiệt trong khoảng thời gian từ 1- 1,5 ngày. Do đó, năng lượng này sẽ được tái sử dụng để đốt phần rác mới được đưa vào mà không cần phải nhóm lò. Tỷ lệ rác được đốt cháy hoàn toàn, đạt 80 – 85% khối lượng. Lò sử dụng vật liệu bảo vệ, bảo ôn nên nhiệt độ ít thoát ra ngoài vỏ lò bảo đảm an toàn, tạo điều kiện thuận lợi cho người vận hành.
Ngoài ra phần lớn chất thải rắn của làng nghề là một lượng lớn chất xỉ than, xỉ kim loại, các loại khuôn bằng đất đã bị chuyển sang dạng gạch non với loại rác thải này ta có thể sử dụng để làm đường, gạch hoặc san lấp mặt bằng. Các loại chất thải mà có thể có chứa kim loại nặng thì nên đổ tập trung và sau đó sử dụng các loại thực vật để cố định hoặc hấp thụ kim loại nặng.