Nhà máy hóa chất Biên Hòa

Bài 6 : NHÀ MÁY HÓA CHẤT BIÊN HÒA Giới thiệu về nhà máy -Địa chỉ: yòng số 5 khu công nghiệp Biên Hòa I, tỉnh Đồng Nai -Nhà máy Hóa Chất Biên Hòa trực thuộc công ty Hóa Chất Cơ Bản Miền Nam, là một trong những doanh nghiệp hàng đầu trong lĩnh vực sản xuất Xút – Clo của Việt Nam. Sản phẩm chính của nhà máy là : +Xút lỏng (NaOH): 32%, 45%, 50% + Axit Clohydric (HCl) 32% +Cl lỏng: 99.9% , keo Silicate natri (Na2O.nSiO2) và một số sản phẩm khác. Nhà máy hiện đang áp dụng hệ thống quản lý chât lượng theo tiêu chuẩn ISO 9001: 2008, hệ thống quản lý tiêu chuẩn môi trường 14001: 2004, hệ thống quản lý tiêu chuẩn an toàn sức khỏe nghề nghiệp OHSAS 18001 – 2007, hệ thống quản lý tiêu chuẩn phòng thí nghiệm ISO/IEC 17025 : 2005. Công suất 30000 tấn xút/ngày. -Ưu điểm của công nghệ: Tự động hoá cao; Lượng sút sản xuất ra đạt độ tinh khiết cao,năng suất cao; Tiết kiệm điện năng,năng lượng. Qui Trình Sản Xuất II.1.Sản xuất xút : 1.Nguyên liệu đầu vào - Muối NaCl dạng tinh thể rắn.nhâp từ Ấn Độ.(hàm lượng tạp chất thấp). 2.Xử lý sơ cấp: -Muối nguyên liệu đưa vào buồng hòa tan, ở dưới đáy thiết bị có hệ thống đưa nước lên, tạo nước muối bão hòa. -Tại đây nước muối bão hòa sẽ được xử lý sơ cấp để loại bỏ các ion SO2-4,Ca2+,Mg2+. -Cho BaCl2 vào để kết tủa ion sunfat. -Cho sôda và sút vào để kết tủa ion Ca và ion Mg. BaSO4 kết tủa trong môi trường không quá kiềm.Mg(OH)2 kết tủa cần mầm CaCO3, cần trộn chung vào để gia tăng hiệu suất kết tủa. -Nước muối sau tinh chế cần đạt yêu cầu sau: +Nồng độ muối 305g/L +Hàm lượng soda dư 0,3-0,4g/L +Hàm lượng sút dư 0,15-0,2g/L 3.Xử Lý Thứ cấp: -Nước muối sau khi tinh chế qua cột lọc tách tạp chất không tan, ở đây lọc bằng than hoạt tính, các chất kết tủa được giữ lại tại đây. Các chất hòa tan còn lại như ion Ca2+, Mg2+, ion sunfat hòa tan thì tiếp tục qua cột trao đổi ion các ion sẽ bị giữ lại, tần suất tái sinh nhựa là 6 ngày một lần. -Sau khi qua quá trình xử lý, nồng độ Ca, Mg là nhỏ hơn 5ppb. Sau khi nước muối được tinh chế thứ cấp thì sẽ được gia nhiệt và axit hóa để chuyển qua tiếp tục điện giải. 4.Điện giải nước Muối Nghèo: -Sữ dụng màng trao đổi cation có ưu điểm tạo ra khí Clo có thuần độ cao NaOH tinh khiết, tiêu hao điện năng thấp. Mỗi ngăn của bình điện phân gồm hai phần Catod và Anod, chỉ cho các cation đi qua màng mà không cho các anion đi qua. Phản ứng chính của quá trình điện phân qua màng là: NaCl + H2O ® H2 + Cl2 + NaOH -Nước muối tinh chế vào ngăn anot điện phân Cl- tạo ra khí Clo .Cung cấp nước vô khoáng giữ cho nồng độ xút bên catot (31-33%) khử H+ tạo thành khí H2. Ion Natri đi qua màng gặp ion OH- tạo thành xút. Nồng độ xút càng ngày càng cao,đưa nước vô khoáng vào để giữ ở khoảng 31-33% để giữ độ bền cho màng.Màng chịu được nồng độ xút khoảng 35% trở xuống. 2Cl- + 2e ® Cl2 2H+ - 2e ® H2 Na+ + OH- ® NaOH -Qua quá trình điện phân thì NaCl giảm nồng độ đi rất nhiều chỉ còn từ 200 – 220 g/L, được hoàn lưu về bể hòa tan NaCl ban đầu và với nhiệt độ của dung dịch muối được hoàn lưu cũng được tận dụng làm tăng khả năng hòa tan lượng muối ban đầu. -Qui Trình sản xuất nước vô khoáng: Nước thủy cục được đưa qua các cột than hoạt tính tách hợp chất không tan có trong nước.Tiếp theo đi qua 2 cột trao đổi chứa cation và anion,để hấp thu các ion dương và ion âm hòa tan có trong nước.Nước sau khi xử lý có hàm lượng Ca,Mg khoảng 5ppb. Anion và Cation chung trong một cột,tái sinh nhựa cách đưa khí vô bình tách nhựa thành hai lớp(anion do khối lượng nhỏ hơn nên nằm ở trên ,cation nặng hơn nên nằm ở dưới) tiếp theo cho xút và axit vào tái sinh.Sau đó dùng khí nén trộn lại.Tần suất tái sinh 4 ngày lần,nước sau khi sử dụng để tái sinh gồm axit và xút đưa về bồn xử lý nước thải và hạ pH về khoảng qui định sau đó thải ra ngoài. II.2.SẢN XUẤT CLO LỎNG : 1.Làm nguội khíClo. 2.Sấy khí Clo 3.Nén khí Clo. 4.Hóa lỏng khí Clo 5.Đóng chai ra thành phẩm -Khí Clo dư ra của quá trình sản xuất HCl sẽ được dùng để sản xuất Clo lỏng. Khí Clo sau khi ra khoi quá trình sản suất HCl sẽ được làm nguội và tách nước quá trình này có 3 bậc: +Hạ nhiệt độ từ 80 oC -90 oC xuống còn 40 oC -45 oC +Hạ tiếp nhiệt độ xuống một bậc nữa còn từ 40 oC -45 oC xuống 15 oC -25 oC nước sẽ được tách thêm một lần nữa. +Sau khi qua quá trình hạ nhiệt độ khí clo được đưa qua buồng chứa H2SO4 đậm đặc để hút hoàn toàn nước. Clo sau khi được tách nước hoàn toàn đưa qua máy nén (từ 2.5kg-3kg) sau đó dùng tác nhân làm lạnh để hóa lỏng clo và đưa tới buồng chứa để đóng chai. Lưu ý: Clo cần được sấy khô hoàn toàn vì Clo ẩm là tác nhân oxh rất mạnh và an mòn kim loại nên nếu Clo chưa được sấy khô sẻ ăn mòn hệ thống sản xuất. II.3.SẢN XUẤT HCl -Hệ thống sản xuất axit gồm 3 tháp :100 tấn/ngày,200 tấn/ngày,60 tấn/ngày(qui ra axit HCl 32%).Tổng hợp axit HCl từ H2và Cl2 sau đó dùng nước hấp thu tạo dung dịch HCl 32% - tháp tổng hợp gồm 3 tháp: +Tháp tổng hợp +Tháp hấp thu hơi Clo +Tháp hấp thu hơi thừa -Hấp thu xuôi chiều, Cl2 H2 đi vào tổng hợp ở trên bị hút xuống dưới bằng bộ phận tạo chân không,nước hấp thu đi từ trên xuống dưới (nước hấp thu là nước vô khoáng) tao thành axit . Khí sau khi hấp thu thì qua hấp thụ màng(màng là màng ống có các đốt bằng than có đục lỗ để nước chảy qua màng ,nước làm nguội chạy ngoài lớp than),qua tháp hấp thu khí thừa .khí sau khi ra khỏi đường ống là khí không ngưng không còn HCl.Nước vô khoáng hấp thu toàn bộ lượng khí HCl thừa có trong đó. -Riêng tháp 60 qui trình sản xuất có khác đôi chút tổng hợp khí HCl ở dưới được chân không đưa lên trên nước vô khoáng đi từ trên xuống hiêu quả hấp thu của tháp cao hơn sản xuất được axit 35%. II.4.Công đoạn sản xuất Natri silicat (Na2SiO3) - Nguyên liệu đầu vào có hàm lượng SiO2 tối thiểu là 85% tác dụng với dung dịch NaOH 32% trong thiết bị phản ứng ở nhiệt độ cao là 200 oC và áp suất cao 10 – 12 atm sẽ tạo thành dung dịch Na2SiO3. Phản ứng: SiO2 + NaOH ® Na2SiO3 – Q III.Xử lí nước và bùn thải -Quá trình vệ sinh các bể lắng, lọc sẽ được nhà máy xử lí ngay bằng các hóa chất xử lí nước nhà máy sản xuất. Sau khi rữa bể lượng bùn được rút ra, người ta sẽ xả nước thủy cục vào để rửa bùn cho tới khi lượng muối có trong bùn nhỏ hơn 20mg/L.Tiếp theo ép bùn lấy lại nước và đem bùn đã ép khô đi xử lí chất thải, 30 phút rữa bùn một lần. -Xử lí nước muối nghèo: sau khi điện giải sản phẩm phụ có Clorat và Clo có trong nước muối nghèo. Khữ Clorat dùng nhiệt độ cao với pH thấp khữ Clorat tạo thành NaCl.Nước muối sau khi điện phân có hai dòng: 1 dòng đi lên tháp chân không dùng chân không tao điều kiện cho Clo thoát ra khỏi nước muối.Dòng còn lại khoàng 15% qua thiết bị khữ clorat nhiệt độ khoảng 90 độ, pH thấp xấp xỉ 0.Sau đó hai dòng nhập thành một, lúc này pH khoảng từ 1,3-1,6 tạo điều kiện tốt cho Clo đi ra khỏi muối đây là phương pháp xử lí vật lí.Sau khi xử lí vật lí ta tiếp tục cho qua xử lí hóa học đưa sunfit vào khữ Clo tạo thành gốc sunfat và dùng BaCl2 để khử gốc sunfat hoặc dùng than hoạt tính để tạo môi trường xử lí Clo. IV.KẾT LUẬN VÀ NHẬN XÉT : Công nghệ sản xuất của nhà máy hiện đại, khép kín. Nhà máy hiện đang áp dụng hệ thống quản lý chât lượng theo tiêu chuẩn ISO 9001: 2008, hệ thống quản lý tiêu chuẩn môi trường 14001: 2004, hệ thống quản lý tiêu chuẩn an toàn sức khỏe nghề nghiệp OHSAS 18001 – 2007, hệ thống quản lý tiêu chuẩn phòng thí nghiệm ISO/IEC 17025 : 2005 do đó hoạt động của nhà máy ít ảnh hưởng đến môi trường. Một số chất thải từ nhà máy, như bùn thì công ty đưa đến công ty môi trường đô thị Biên Hòa xử lý và đóng phí. Còn nước thải thì cũng được nhà máy xử lý tương đối .Vì vậy, nhà máy là một trong những mô hình sản xuất sạch, ít gây tác động đến môi trường. Bài 6 :NHÀ MÁY NƯỚC CẤP THỦ ĐỨC. Giới thiệu. Nhà máy nằm ở 02 đường Lê Văn Chí, phường Linh Trung, quận Thủ Đức. Diện tích: 54 ha, công trình chiếm 29 ha. Xử lý nước sông thành nước sinh hoạt cung cấp cho nhà máy cấp nứơc Thủ Đức à cấp nước sinh hoạt cho toàn thành phố. Nguồn tiếp nhận: sông Đồng Nai. Công suất: 750.000 m3 / ngày đêm. Nhân lực: 188 người. Bắt đầu xây dựng từ năm 1963, đến năm 1966 đi vào hoạt động. Do nguồn nước sông Sài Gòn bị nhiễm mặn vào mùa khô nên việc triển khai Dự án Nhà máy nước sông Sài Gòn giai đoạn 2 phải chờ Dự án xây dựng Hồ Phước Hòa hoàn thành (năm 2012) mới đảm bảo khả thi. UBND.TPHCM đã chấp thuận về chủ trương cho Tổng Công ty Cấp nước Sài Gòn triển khai Dự án Mở rộng Nhà máy nước Thủ Đức giai đoạn 3 với công suất 300.000 m3/ngày vào năm 2007 và hoàn thành vào năm 2011 để giải quyết cấp nước kịp thời cho khu vực phía Đông TP; sau đó sẽ triển khai tiếp dự án nhà máy nước sông Sài Gòn giai đoạn 2 vào năm 2011 và hoàn thành vào năm 2014 để đáp ứng nhu cầu cho vùng tiêu thụ nước phía Tây TP, đồng thời đảm bảo sự cân bằng, ổn định hệ thống mạng cung cấp nước TP. Dự án Nhà máy nước Thủ Đức giai đoạn 4 sẽ triển khai vào năm 2014 và hoàn thành vào năm 2017 để đáp ứng phát triển quy hoạch và nhu cầu tiêu thụ nước sạch trên địa bàn TP. Tổng Công ty Cấp nước Sài Gòn phải khẩn trương triển khai kế hoạch cải tạo, phát triển mạng lưới cấp nước để đáp ứng yêu cầu tiếp nhận nguồn nước tăng thêm và thay thế việc sử dụng nước ngầm. Quy trình xử lý nước của nhà máy. Nguồn nước đầu vào và ra của nhà máy. Nhà máy lấy nước từ trạm bơm Hóa An trên sông Đồng Nai, sau quá trình xử lý bằng cách khử phèn bằng chlor sau đó đưa qua hệ thống lắng ngang. Hệ thống lắng ngang gồm có 4 ô. Những bông bùn được tạo ra từ quá trình khử cùng với bông bùn khác sẽ lắng theo chiều dài và chiều sâu của ô nước. Sau đó nước được đi qua hệ thống lấy lớp nước mặt rồi chảy qua hệ thống lọc. Sau một chu kỳ lọc là một quá trình rữa bể lọc. Lượng nước rữa này được thải ra sông Sài Gòn. Sơ đồ công nghệ xử lý nước: 1.Trạm bơm cấp 1(hóa an) : Nước được bơm từ sông Đồng Nai vào hệ thống qua song chắn rác. Song chắn rác gồm hai thanh, mỗi thanh cách nhau 1dm.Tại đây, phần lớn lượng rác có kích thước lớn được giữ lại. Sau khi qua hệ thống chắn rác, nước được cho qua trạm bơm cấp I (Hoá An). Trước khi vào 2 ống bêtông có chiều dài 31m, nước tiếp tục qua lưới chắn rác 1cm để lọc rác nhỏ hơn. Trạm bơm cấp I bao gồm 6 bơm. Có máy bơm tự hút nước từ sông qua, bằng máy bơm nhanh xa 10,8 km. Tại đây châm thêm Chlor, một tuần khử hai lần vào ngày thứ năm. Trước đây công suất khoảng 45.000m3. Sau năm 1975, công suất được nâng lên 850.000m3 trong đó có 100.000m3 nước mua cử công ty Bình An ở Đồng Nai. Tổng nhiệt lượng là 6246 m3/h và số công quay là 750 vòng. Hàng tháng, công ty thường tiến hành lấy mẫu nước sông Đồng Nai đo đạc để xác định lương vi sinh trong nước nhiều hay ít. Thông thường xác định 22 chỉ tiêu: Fe, NO2 , NO3 , Mn, Al, BOD, COD, kiềm, pH, độ đục, độ màuSông Đồng Nai là nguồn nước mặt tốt nhất Việt Nam và có độ pH bằng 7 2.BỂ GIAO LIÊN -Khởi công xây dựng vào năm 1998 đến năm 2004. -Vị trí: cách trạm bơm Hoá An 198km, cao hơn so với trạm bơm cấp I khoảng 30m. -Đường đi từ trạm bơm cấp I đến bể giao liên có đặt rất nhiều van bơm kỹ thuật, có 6 cửa van, van 1 để đến bể nước thô, van 2 để qua bể lắng ... -Bể giao liên là bể chứa nước đầu tiên của nhà máy nứơc Thủ Đức, có tác dụng giảm năng lượng. -Cấu tạo bể: bề ngang dưới đáy là bêtông 1m, phía trên có mặt thoáng để thông thoáng. Vị trí này cao nhất đảm bảo cho tất cả công trình đều tự chảy. Vì ở sông Đồng Nai chứa nhiều : Fe, NO2 , NO3 , Mn, Al, BOD, COD, kiềm, pH Bể này có chức năng phân phối nước sang bể tiếp theo. Có 6 cửa van, van 1 để đến bể nước thô, van 2 để qua bể lắng 3BỂ TRỘN SƠ CẤP VÀ BỂ PHẢN ỨNG (BỂ TẠO CẶN): Có song chắn rác âm điều hoà lưu lượng nước đến bể trộn sơ cấp. Bể trộn sơ cấp có 2 bể, chia làm 4 ngăn. Bể có chứa vôi, Al, Cl và F và được lắp đặt 4 máy khuấy. Nước qua bể trộn sơ cấp đến bể phản ứng. Bể phản ứng có 8 buồng thông nhau bằng vách,kết hợp khuấy thủy lực, khuấy rối cơ khí có gắn thêm động cơ, thời gian lưu nước là 19 phút.Ở đây châm thêm hóa chất là phèn 14mg/L, polymer. Tuy nhiên polymer không hiệu quả và chỉ cho chạy cầm chừng. 4.BỂ PHÂN PHỐI NƯỚC Đáy bể có máy sục khí, những bông cặn to từ bể phản ứng được nâng để nổi lên không cho lắng xuống, máy sục khí này điều chỉnh theo độ to của bông cặn. Mương phân phối có hình thang nhằm mục đích để điều hòa chất lượng nước như nhau trong bể. Mương có van chuyển nước vào bể lắng. 5. BỂ LẮNG NGANG Có 7 bể lắng ngang gồm 5 lớn 2 nhỏ. Bể lớn có kích thước (140 x 21m x 5m), bể nhỏ có kích thước (56m x 21m x 21m). Nước chảy từ đầu bể chưa sạch nên có màu đỏ và sạch dần đến cuối bể. Do đó nước có màu xanh. Thể tích chứa là 10.000 m3 Chu kì rửa bể: khoảng 3 tháng rửa bể 1 lần, thông thường từ 4h sáng đến 9h sáng. Lượng bùn 1.6-1.7 m thì bắt đầu rửa. và 1 lần rửa 1 bể. Bể lắng nước đông chỉ chứa 1/3 bể, chiều sâu hữu dụng là 5,5m, có 4 van trên và 4 van dưới, nước ở đây chảy rất êm để không phá hủy bông cặn. Cuối bể có máy thu nước, có van xả đáy để xả bùn và lượng bùn này được thải ra lại sông Đồng Nai. Bể khi chưa rửa Bể lúc bắt đầu rửa Van đáy xả bùn bể sau khi rửa 6.BỂ LỌC Có 20 bể lọc nhanh, đáy bể có lớp lưới đan đở 1.1m - 1.2m không cho sỏi, cát lọt qua. Công suất lọc là 50000 m3/ngày. Thời gian lưu nước là 21 phút. Bể lọc nhanh trước đây xử dụng công nghệ của Mỹ thì có 3 lớp: than hoạt tinh àcát à sỏi, còn hiện nay chỉ dùng cát à sỏi nhưng kiểm tra chất lượng nước ra khỏi bể vẫn như công nghệ cũ chính vì vậy mà giảm đuợc một lượng chi phí mua THT, giảm được diện tích bể chứa vật liệu, tăng được lượng nuớc chứa trong bể, mặc khác bể có các tấm đan chằn chịt đảm bảo lọc tốt hơn. Cứ sau 33 -37 giờ thì rửa bể 1 lẩn trong vòng 21 phút đảm bảo lượng bùn bám dính ra khỏi bể. 7.BỂ TRỘN THỨ CẤP Ở bể này châm thêm Clor, Fluor, vôi. Vôi cho vào nhằm điều chỉnh lại pH; Clo nhằm khử trùng cho nước; flo chống bệnh sâu răng khi dùng nước Mặc khác bể được xây dựng kín nên đảm bảo nước mưa , khí bụi không lọt vào đảm bảo cho các phản ứng trong đó diễn ra, nước ra tốt hơn 8.TRẠM BƠM CẤP II: nước được bơm 24/24 về Sài Gòn. Tại đây, bể được châm thêm Chlor dư 0.9÷1 và Flo 0.5. Lượng Chlor được châm vào có hiệu quả rất cao tuy nhiên để vận hành là rất khó. Hàng tuần, nhân viên của công ty xuông các hộ dân để đo lượng Clo. Nước trước khi về Sài Gòn sẽ đi qua tháp chống va có chiều cao cao hơn so với bể chứa nước sạch 20m. Trạm bơm cấp II gồm 5 bơm: 2 lớn: lưu lượng 8200m3, số vòng quay 740vòng/ 1 phút. Cột nước cao 52.2m. 3 nhỏ: lưu lượng 6813 m3/h, số vòng quay 600 vòng/1phút. Cột nước cao 42.6m. Ngoài ra còn có các bơm khác đặt xung quanh trạm bơm. III.NHỮNG KHÓ KHĂN HIỆN NAY: Phần lớn nước sinh hoạt cho các khu đô thị lớn như TP.HCM, TP Biên Hòa, thị xã Thủ Dầu Một... đều lấy từ sông Đồng Nai và sông Sài Gòn. Chất lượng nước nguồn cấp cho các nhà máy nước được kiểm tra chặt chẽ. Tuy nhiên, với mức độ phát triển công nghiệp và đô thị hóa như hiện nay, mối đe dọa ảnh hưởng đến chất lượng nước nguồn cung cấp cho các nhà máy nước cũng gia tăng. Ví dụ, nồng độ BOD5 trên sông Đồng Nai tại Hóa An – điểm lấy nước vào Nhà máy nước Thủ Đức – hiện ở ngưỡng 3,0 - 6,5mg/l. Dự báo trong khoảng năm năm nữa, con số này có khả năng lên tới 11,5-13,8mg/l, vượt tiêu chuẩn quy định nguồn loại A tới 2,9-3,4 lần. Tương tự, hàm lượng vi sinh, các chất dinh dưỡng từ các nguồn thải sinh hoạt cũng sẽ tăng 2-3 lần so với hiện nay. Điều này sẽ dẫn đến việc tăng chi phí cho quá trình xử lý nước. Việc sử dụng chlorine để khử trùng nguồn nước bị ô nhiễm hữu cơ khiến cho các chất hữu cơ bị chlorine hóa xuất hiện trong nước, có thể gây nguy hiểm đến sức khỏe của người sử dụng. Thêm vào đó hệ thống cấp nước tại nhà máy cấp nước Thủ Đức chưa có hệ thống xử lí bùn nước...