Hoá chất xử lý nước thải xi mạ

hoá chất xử lý nước thải xi mạ

I. CÔNG NGHỆ HOÁ CHẤT XỬ LÝ NƯỚC THẢI XI MẠ

Nước thải của ngành xi mạ phát sinh không nhiều, nồng độ các chất hữu cơ thấp nhưng hàm lượng các kim loại nặng lại rất cao. Chúng là độc chất tiêu diệt các sinh vật phù du, gây bệnh cho cá và biến đổi các tính chất lý hoá của nước, tạo ra sự tích tụ sinh học đáng lo ngại theo chiều dài chuỗi thức ăn. Ngoài ra còn ảnh hưởng đến đường ống dẫn nước, gây ăn mòn, xâm thực hệ thống cống rãnh, ảnh hưởng đến chất lượng cây trồng, vật nuôi, canh tác nông nghiệp, làm thoái hoá đất do sự chảy tràn và thấm của nước thải.
Nước thải từ các quá trình xi mạ kim loại, nếu không được xử lý, qua thời gian tích tụ và bằng con đường trực tiếp hay gián tiếp sẽ tồn đọng trong cơ thể con người và gây các bệnh nghiêm trọng như viêm loét da, viêm đường hô hấp, eczima, ung thư,…

1.1 Quy trình mạ điện

Mạ điện là dùng phương pháp điện phân để kết tủa  trên lớp kim loại hoặc hợp kim một lớp kim loạ mỏng với mục đích chống ăn mòn, trang sức bề mặt, tăng tính dẫn điện, tăng độ cứng.

1.2 Các công đoạn của quá trình mạ điện

        1.2.1 Gia công bề mặt:

Để sản phẩm sau khi mạ có lớp mạ đồng nhất thì gia công bề mặt là giai đoạn không thể thiếu trong quá trình xi mạ. Gia công bề mặt trước khi mạ có ảnh hưởng đến chất lượng lớp mạ. Ngoài việc làm cho bề mặt nhẵn bóng nó còn có tác dụng khử sạch các lớp gỉ, các màng oxit mỏng hoặc các chất bẩn, dầu mỡ trên bề mặt vật liệu cần mạ, tạo điều kiện thuận lợi cho lớp mạ gắn chắc với kim loại nền.
Các phương pháp gia công bề mặt:
·        Phương pháp cơ khí: mài thô, mài tinh, đánh bóng, quay bóng
·        Phương pháp hóa học: Tẩy dầu mỡ, tẩy gỉ
Phương pháp mài: sử dụng các loại bột mài như nhôm oxit, các loại lơ đánh bóng. Chất thải trong quá trình này là các loại bụi do sử dụng các loại bột mài, các vật liệu bị mài mòn
Phương pháp quay bóng: Các vật thể nhỏ không thể mài bống được thì sử dụng phương pháp quay bóng. Có hai cách quay bóng: quay bóng khô và quay bóng ướt
Tẩy dầu mỡ:Trên bề mặt chi tiết cần mạ thường có các loại dầu mỡ hay thuốc đánh bóng dính vào. Màng dầu mỡ gây hiện tượng bong lớp kim loại mạ đồng thời làm bẩn dung dịch mạ
Các phương pháp tẩy dầu mỡ:
– Tẩy dầu mỡ trong dung môi hữu cơ
– Tẩy dầu mỡ trong dung dịch kiềm và nhũ tương
– Tẩy dầu mỡ bằng phương pháp điện hóa

        1.2.2 Mạ

 Để bảo vệ kim loại người ta dùng các lớp mạ như kẽm, đồng, niken, crôm, thiếc,… để mạ lên kim loai cần bảo vệ.
Mạ điện tiến hành trong các bể mạ với dòng điện một chiều
Vật cần mạ là catot được nối với cực âm của nguồn điện một chiều
Kim loại dùng để mạ là anot và được nối với cực dương
Quá trình điện cực xảy ra như sau:
Ở catot xảy ra quá trình khử của kim loại cần mạ
[Me(H2O)X]z+    +  Ze   =  Me   + x H2O
Me: kim loại tạo nên lớp mạ
Đồng thời ở catot còn có quá trình phụ khử hydro:
2H+  +   2e    = H2
Ở anot xảy ra quá trình hòa tan điện hóa( oxy hóa) kim loại cần dùng để mạ:
Me + xH2O  = [Me(H2O)x]z+  + ze
4 OH-  =  O2  + 2H2O   + 4e
Me: kim loai cần mạ

 Sơ đồ bể mạ

                                Hình Sơ đồ bể mạ – Công nghệ XLNT xi mạ

1.2.3 Rửa

Các chi tiết sau khi mạ xong được rửa lại bằng nước sạch để tẩy sạch các dung dịch mạ bám trên bề mặt. Giai đoạn rửa sau mạ ở công ty THNN Sản Xuất và Thương Mại Thanh Luân được thực hiện bằng việc nhúng các chi tiết vào các bể nước sạch liên tiếp.

1.2.4 Sấy khô

Các chi tiết sẽ được sấy khô sau công đoạn mạ. Sau đó chúng sẽ được kiểm tra và đưa vào kho lưu trữ.

II. NHỮNG CƠ HỘI SẢN XUẤT SẠCH HƠN

·  Xử lý nước thải riêng cho từng công đoạn
·  Lắp đăt hệ thống thông gió cục bộ
·  Tuần hoàn axit
·  Xây dựng hệ thống xử lý nước thải tập trung
·  Thay thế thiết bị rửa (rửa bằng tia nước áp lực cao)
·   Thay thế thùng mạ quay hình trống loại nhỏ bằng máy xi công suất cao
·   Thay thế bằng hệ thống tẩy rửa siêu âm
·   Thay đổi quy trình công nghệ
·   Thu hồi kim loại nặng
·   Quản lý nội vi tốt: thường xuyên bảo trì máy móc, thiết bị, kiểm tra đường ống, tránh hiện tượng rò rĩ hóa chất. Đồng thời nâng cao nhận thức của cán bộ, công nhân viên nhà máy.

2.1 Xử lý nước thải cho từng công đoạn

        Tùy từng công đoạn mà nước thải có thành phần và tính chất khác nhau. Vì vậy sẽ có quy trình xử lý khác nhau cho từng công đoạn để giảm chi phí xử lý.Ví dụ nước rửa trước khi mạ ô nhiễm chủ yếu là do PH thấp, hàm lượng dầu mỡ cao, và  kim loại nặng như sắt. Để trung hòa nước thải ta có thể dùng xút NaOH hoặc Ca(OH)2. Ngoài tác dụng trung hòa axit Ca(OH)2  còn có tác dụng kết tủa một số kim loại như Fe, Cu. Đây là phương án rất đơn giản.

2.2. Xây dựng hệ thống thông gió

       Trong nhà máy xi mạ có chứa nhiều hóa chất xi mạ độc hại có mùi như CuCN, các axit H2SO4, HCl,…Vì vậy cần thiết phải xây dựng hệ thống thông gió để bảo vệ sức khoẻ cho người lao động.

2.3. Tuần hoàn axit

  Trong công đoạn tẩy rửa hay tẩy bằng axit có PH rất thấp.Chúng ta có thể tuần hoàn lượng axit này để rửa kim loại cần mạ. Như vậy chúng ta sẽ tiết kiệm được một lượng axit ãit đáng kể

2.4.Thay thế thiết bị

        Chúng ta sẽ thay đổi thiết bị để đem lại năng suất cao và han chế sử dụng nhiên liệu cũng như hạn chế việc ô nhiễm môi trường. Cụ thể là thay thế kiểu rửa sản phẩm thông thường của nhà máy bằng thiết bị máy phun nước áp lực cao. Với thiết bị này công suất sẽ cao hơn và lượng nước sử dụng giảm đi rất nhiều, dẫn đến lựợng nước thải ra sẽ ít đi

2. 5 Xây dựng quy trình xử lý nước thải tập trung

       Nước thải được thu gom về trạm xử lý nước thải. Việc xử lý khá phức tạp vì nước thải có PH thấp, chất dầu mỡ, và đặc biệt là hàm lượng kim loại nặng. Người ta thường nâng PH, sau đó là giai đoạn oxy hóa để chuyển hóa Cr6+  thành Cr3+ . sau đó cho kết tủa và lắng, lọc cát- than hoạt tính để hấp thụ kim loại nặng. Trong quy trình xi mạ có nhiều công đoạn, mỗi công đoạn thải ra nước thải có thành phần, tính chất khác nhau. Vì vậy việc thu gom tập trung để xử lý sẽ làm tăng chi phí xử lý thay vì xử lý riêng từng công đoạn

2.6 Thay đổi quy trình công nghệ:

     Việc thay đổi quy trình công nghệ là một giải pháp tốt về mặt kỹ thuật. Việc thay đổi quy trình công nghệ làm giảm lượng thải cũng như lượng thất thoát ra ngoài, giảm thiểu tình trạng ô nhiễm môi trường. Nhưng tính khả thi không có vì việc thay đổi quy trình tốn rất nhiều kinh phí cho việc thay đổi thiết bị, xây dựng lại cơ sở vật chất cho phù hợp với quy trình mới.

2.7 Thu hồi kim loại nặng:

        Việc thu hồi kim loại nặng trong nước thải nếu thực hiện được sẽ mang lại lợi ích rất lớn bởi vì các kim loai như Ni, Cu rất đắt. Nhưng làm thế nào để thu hồi kim loại nặng là một vấn đề rất khó thưc hiện. Hiện nay các nhà máy xi mạ có tiến hành công đoạn thu hồi kim loại nặng nhưng hiệu suất không cao.

III. ĐẶC TRƯNG CỦA CÔNG NGHỆ XLNT XI MẠ

Nước thải từ quá trình xi mạ có thành phần đa dạng về nồng độ và pH biến đổi rộng từ 2 – 3 đến 10 – 11.
Đặc trưng chung của nước thải ngành xi mạ là chứa hàm lượng cao các muối vô cơ và kim loại nặng. Tuỳ theo kim loại của lớp mạ mà nguồn ô nhiễm có thể là Cu, Zn, Cr, Ni,… và cũng tuỳ thuộc vào loại muối kim loại được sử dụng mà nước thải có chứa các độc tố như xianua, sunfat, amoni, crômat,… Các chất hữu cơ ít có trong nước thải xi mạ, phần chủ yếu là chất tạo bông, chất hoạt động bề mặt … nên BOD, COD thường thấp và không thuộc đối tượng xử lý. Đối tượng xử lý chính là các ion vô cơ mà đặc biệt là các muối kim loại nặng như Cr, Ni, Cu, Fe,…
Bảng chất lượng nước thải ngành xi mạ

Thông số xử lý nước thải xi mạhoá chất xử lý nước thải xi mạ

hoá chất xử lý nước thải xi mạ

V. THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ XLNT XI MẠ

5.1. Hố thu – Công nghệ XLNT xi mạ

Nước thải sản xuất được dẫn theo đường thoát nước riêng ra hệ thống xử lý nước thải. Nước thải thu gom đưa vào hố thu, tại đay có gắn song chắn rác (SCR) nhằm loại bỏ các chất rắn có kích thước lớn như: giấy, gỗ, nilông, lá cây … để bảo vệ các máy móc thiết bị ở các công đoạn xử lý nước tiếp theo. Nước thải được bơm qua bể điều hòa.

5.2. Bể điều hòa

Tại bể điều hòa, máy khuấy trộn chìm sẽ hòa trộn đồng đều nước thải trên toàn diện tích bể, ngăn ngừa hiện tượng lắng cặn ở bể sinh ra mùi khó chịu. Bể điều hòa có chức năng điều hòa lưu lượng và nồng độ nước thải đầu vào hệ thống xử lý.

5.3. Bể phản ứng

Nước thải ở bể điều hòa được bơm qua bể phản ứng. Bơm định lượng có nhiệm vụ châm hóa chất NaHSO4, FeSO4 vào bể với liều lượng nhất định và được kiểm soát chặt chẽ. Dưới tác dụng của hệ thống cánh khuấy với tốc độ lớn được lắp đặt trong bể, các hóa chất được hòa trộn nhanh và đều vào trong nước thải. Hỗn hợp nước thải này tự chảy qua bể keo tụ tạo bông.

5.4. Bể keo tụ tạo bông

Tại bể keo tụ tạo bông, hóa chất NaOH, polime được châm vào bể với liều lượng nhất định. Dưới tác dụng của hóa chất này và hệ thống motor cánh khuấy với tốc độ chậm, các bông cặn li ti từ bể phản ứng sẽ chuyển động, va chạm, dính kết và hình thành nên những bông cặn tại bể keo tụ tạo bông có kích thước và khối lượng lớn gấp nhiều lần các bông cặn ban đầu, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lắng ở bể lắng. Hỗn hợp nước và bông cặn hữu dụng tự chảy sang bể lắng.

5.5. Bể lắng – trung gian

Nước thải sau bể lắng sẽ tự chảy qua bể trung gian để chuẩn bị quá trình lọc áp lực. Bùn được bơm về bể chứa bùn. Bùn ở bể chứa bùn được lưu trữ trong khoảng thời gian nhất định, sau đó được các cơ quan chức năng thu gom và xử lý theo quy định. Tại bể chứa bùn, không khí được cấp vào bể để tránh mùi hôi sinh ra do sự phân hủy sinh học các chất hữu cơ.

5.6. Lọc áp lực – Công nghệ XLNT xi mạ

Lọc áp lực gồm các lớp vật liệu: sỏi đỡ, cát thạch anh và than hoạt tính để loại bỏ các hợp chất hữu cơ hòa tan, các nguyên tố dạng vết, những chất khó hoặc không phân giải sinh học và halogen hữu cơ nhằm xử lý các chỉ tiêu đạt yêu cầu quy định.
Nước thải sau khi qua bể lọc áp lực được xả thải vào nguồn tiếp nhận.

VI. ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA CÔNG NGHỆ XLNT XI MẠ

a. Ưu điểm của Công nghệ XLNT xi mạ

· Đảm bảo chất lượng nước sau xử lý đạt quy chuẩn theo quy định hiện hành của pháp luật;· Diện tích đất sử dụng tối thiểu;
. Hệ thống được thiết kế dạng modul, dễ dàng cải tạo nâng công suất xử lý;
· Hệ thống cơ động;
· Quy trình được kiểm soát chặt chẽ bằng các thiết bị môi trường ngoại vi;
· Quá trình bảo trì bảo dưỡng dễ dàng;
· Hòa hợp với các công trình hiện hữu.

b. Nhược điểm của Công nghệ XLNT xi mạ

· Nhân viên vận hành cần được đào tạo về vận hành trạm xử lý nước thải ứng dụng công nghệ xử lý hóa lý và công nghệ nano.
· Chất lượng nước thải sau xử lý có thể bị ảnh hưởng nếu một trong những công trình đơn vị trong trạm không được vận hành đúng các yêu cầu kỹ thuật.
· Bùn sau quá trình xử lý cần được thu gom và xử lý định kỳ.


Hãy liên hệ Công ty môi trường Ngọc Lân để được tư vấn miễn phí Công nghệ và hoá chất xử lý nước thải xi mạ.

Chúc các bạn có một ngày làm việc vui vẻ và hiệu quả !