Áp dụng công nghệ bay hơi vào phương án xử lý chất thải nguy hại (nước thải) giúp tiết kiệm đến 70% chi phí vận hành cho nhà máy. Nâng cao hiệu quả sản xuất, thời gian thu hồi vốn nhanh

1.      Giới thiệu dự án

• Tên hạng mục: Phương án xử lý nước thải nguy hại.
• Vị trí: Khu công nghiệp Biên Hòa, TP. Biên Hòa, Tỉnh Đồng Nai
• Khách hàng: Công ty cung ứng sản phẩm thuốc bảo vệ thực vật

2.      Yêu cầu chung của dự án

Thực trạng tại nhà máy sản xuất thuốc bảo vệ thực vật đang phát sinh một lượng chất thải lỏng nguy hại từ các hoạt động sản xuất như sau:

• Nước rửa bồn sản xuất/hàng ngày;
• Nước thải lau nền sàn xưởng sản xuất/hàng ngày;
• Nước Wet scrubber (NaOCl) hấp thụ xử lý khí thải/06 tháng vệ sinh thay nước/lần;

3.      Bài toán về chi phí vận hành

Công suất nước thải hàng tháng tối đa từ nhà máy là 18 m3/tháng. Với chi phí xử lý nước thải nguy hại từ các đơn vị bên ngoài lân cận KCN Biên Hòa theo như thông tin dữ liệu từ các khách hàng TVTS là khoảng ~ 6,0 – 7,5 triệu VNĐ/1 m3 nước thải, do đó dẫn tới chi phí xử lý nguồn thải này hàng tháng của nhà máy rất lớn (Trung bình là khoảng ~ 108 – 135 triệu VNĐ/1 tháng).

4.      Đề xuất công nghệ xử lý

Trước đề bài đặt ra, TVTS đề xuất phương án xử lý mục đích giảm thiểu lượng chất thải lỏng phát sinh ở trên, đồng thời tối ưu hóa các chi phí sản xuất. như sau:

4.1 Công nghệ xử chất thải nguy hại tiết kiệm 2024

• Công nghệ ứng dụng: công nghệ bay hơi
• Tên thiết bị: Hệ thống bay hơi chân không bơm nhiệt.

Bay hơi chân không là quy trình cô đặc, làm bay hơi nước bằng cách sử dụng áp suất chân không. Thiết bị cô đặc hoạt động ở áp suất chân không (áp suất nhỏ hơn áp suất khí quyển) với mục đích làm giảm nhiệt độ sôi của dung dịch cô đặc.

Hệ số hiệu suất (coefficient of performance or COP) là tỷ lệ nhiệt lượng hoặc làm mát hữu ích được cung cấp cho yêu cầu công việc của thiết bị. Khái niệm này thường được sử dụng cho máy lạnh, điều hòa nhiệt độ hoặc máy bơm nhiệt (heat pump). Nếu năng lượng tiêu thụ được chuyển hóa trực tiếp thành nhiệt lượng hoặc làm mát hữu ích với hiệu suất là 100%, thì hệ số hiệu suất COP = 1. COP cao hơn tương đương với hiệu suất cao hơn, mức tiêu thụ năng lượng (điện năng) thấp hơn và do đó chi phí vận hành thấp hơn.

Sơ đồ công nghệ hệ thống HPVE

4.2 Hệ thống bay hơi chân không bơm nhiệt (HPVE)

HPVE sử dụng chung nguyên lý với máy lạnh, điều hòa nhiệt độ hoặc máy bơm nhiệt. Hệ thống bay hơi chân không bơm nhiệt khi hoạt động ổn định sẽ có hệ số hiệu suất COP khoảng 3,0 – 4,5, với những ưu điểm như sau:

• Chi phí năng lượng (điện năng) cho quá trình bay hơi thấp, với chỉ khoảng 140 – 160 kW điện cho 1 m3 nước ngưng khi so sánh với việc bay hơi trực tiếp (Khoảng 540 – 600kW/m3) hoặc dùng hơi nước (400 – 1.100 kgSteam/m3).
• Hệ thống không cần tiêu thụ hơi nước, nước nóng hoặc chất đốt và vận hành chỉ với điện năng, quá trình bay hơi cũng sẽ tự làm mát nước ngưng mà không cần dùng tháp giải nhiệt.
• Nước thải có thể được bay hơi ở nhiệt độ rất thấp (30 – 40^oC), do đó thiết bị có thể được ứng dụng cho nhiều loại nước thải với tính chất đậm đặc hoặc chứa các chất nhạy cảm với nhiệt độ.
• Máy nén khí dùng cho hệ thống HPVE có thiết kế tương tự như các máy nén khí dùng cho máy lạnh, máy bơm nhiệt …với chi phí hợp lý do được sản xuất hàng loạt, điều này cũng giúp việc bảo trì, sửa chữa và thay thế dễ dàng.
• Hệ thống có thể vận hành gián đoạn hoặc theo mẻ.

5.      Quy trình công nghệ phương án xử lý chất thải nguy hại (nước thải) tiết kiệm

Phương án công nghệ đề xuất:

6.      Phân tích và giải quyết bài toán tiết giảm chi phí vận hành cho nhà máy thuốc bảo vệ thực vật

6.1 Phương án hiện tại: Thu gom và giao cho đơn vị thứ ba bên ngoài trực tiếp xử lý

• Chi phí xử lý khi bàn giao cho đơn vị bên ngoài: 7.500 VNĐ/Lít (Kg)
• Khối lượng xả thải hàng tháng tối đa: 18 m³
• Tổng chi phí vận hành hàng tháng ước tính tối đa:

7.500 × 18.000 = 135.000.000 VNĐ/Tháng

• Tổng chi phí vận hành hàng năm ước tính tối đa:

135.000.000 × 12 = 1.620.000.000 VNĐ/Năm (*)

6.2 Phương án đề xuất: Xử lý bằng hệ bay hơi chân không bơm nhiệt của TVTS

• Chi phí đầu tư cho hạng mục xử lý này ước tính: 2.000.000.000 VNĐ (Cho công suất thiết kế 700 lít/ngày hay là 21 m3/tháng)
• Chi phí vận hành cho một m3 nước thải tối đa: 400.000 VNĐ/m3 (Bao gồm điện năng và chi phí bảo trì, sửa chữa)
• Chi phí xử lý dòng cô đặc của hệ thống cho một m3 dòng cô đặc là: 7.500.000 VNĐ/m3. Hệ thống được thiết kế với tỷ lệ thu hồi > 90%.
• Chi phí khấu hao hệ thống ước tính:

2.000.000.000 / 10 năm / 12 tháng / 18 m³ = 925.000 VNĐ/m3

• Khối lượng xả thải hàng tháng tối đa: 18 m³
• Tổng chi phí vận hành hàng tháng tối đa:

(400.000 + 925.000) × 18 + 7.500.000 x 18 x 10% = 37.350.000 VNĐ/Tháng

• Tổng chi phí vận hành hàng năm ước tính tối đa:

350.000 × 12 = 448.200.000 VNĐ/Năm (**)

• Chi phí nhà máy tiết kiệm được khi đầu tư hệ thống của TVTS ước tính tối đa:

620.000.000 (*) – 448.200.000 (**) = 1.171.800.000 VNĐ/Năm

• Thời gian thu hồi vốn của hệ thống khi so sánh với phương án hiện tại:

2.000.000.000 / 1.171.800,000 = 1,7 Năm

Tổng kết:

Với trường hợp của nhà máy sản xuất thuốc bảo vệ thực vật. TVTS đã cung cấp giải pháp tiết giảm đến hơn 70% chi phí và tối ưu hóa quy trình sản xuất. Ngoài công nghệ bay hơi, TVTS còn cung ứng nhiều giải pháp cải tiến khác phù hợp với mỗi câu chuyện và bài toán riêng của từng nhà máy. Hãy cho chúng tôi biết lý do bạn cần chúng tôi, và TVTS sẽ đồng hành cùng bạn suyên suốt hành trình phát triển của nhà máy.