Nước thải xi mạ và công nghệ xử lý nước thải xi mạ

Ngày đăng: 19 - 10 - 2020

Vấn đề môi trường đang là một trong những vấn đề cốt lõi được toàn xã hội quan tâm. Ngoài chất thải trong sinh hoạt thì chất thải trong sản xuất công nghiệp được xem là nguyên nhân gây ảnh hưởng nặng nề đến môi trường. Các nhà máy, xí nghiệp công nghiệp bên cạnh việc mang lại lợi ích to lớn cho nền kinh tế đất nước thì lượng chất thải của chúng luôn có khối lượng lớn và đa dạng về chủng loại khiến tình trạng ô nhiễm môi trường ngày càng nghiêm trọng hơn, đòi hỏi con người phải có nhận thức đúng đắn và đầu tư thích đáng cho vấn đề xử lý chất thải, nhất là xử lý nước thải.

Nước thải xi mạ và công nghệ xử lý nước thải xi mạ

Trong đó, ngành công nghiệp gia công kim loại, lượng nước thải xi mạ (Electroplating and Metalfinishing) từ gia công kim loại có khả năng phá hoại môi trường nghiêm trọng và cần phải được thiết kế hệ thống xử lý chất thải đúng cách để giúp làm giảm thiểu ô nhiễm môi trường nguồn nước cũng như bảo vệ sức khỏe của con người.)

Tổng quan về 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,…

Nguồn phát sinh nước thải xi mạ

Nguồn phát sinh nước thải xi mạ chủ yếu từ khâu sản xuất của các xí nghiệp, nhà máy và tính chất nước thải xi mạ phụ thuộc vào loại hình sản xuất, dây chuyền công nghệ, thành phần nguyên liệu, chất lượng sản phẩm… Nước thải từ khâu sản xuất trong các xí nghiệp thường chia làm 2 loại: nguồn thải từ quá trình mạ và quá trình làm sạch bề mặt chi tiết.

  • Nước thải từ quá trình mạ:

Dung dịch trong bể mạ có thể bị rò rỉ, rơi vãi hoặc bám theo các gá mạ và các chi tiết ra ngoài. Các bể mạ sau một thời gian vận hành cần phải được vệ sinh nên đã thải các chất bẩn, cặn theo dòng nước thải ra ngoài. Do đó, phát sinh lượng nước thải tuy không nhiều nhưng chất ô nhiễm đa dạng, nồng độ chất ô nhiễm cao (Cr6+, Ni2+, CN–)

  • Nước thải từ quá trình làm sạch bề mặt chi tiết:

Trên bề mặt kim loại thường có dầu mỡ bám vào do các giai đoạn bảo dưỡng và đánh bóng cơ học. Để đảm bảo chất lượng lớp mạ các chi tiết trước khi mạ cần được làm sạch bề mặt bằng phương pháp tẩy dầu mỡ hóa học, dùng dung môi hoặc điện hóa. Vì vậy lượng nước thải phát sinh trong quá trình này nhiều nhưng nồng độ chất ô nhiễm nhỏ, chủ yếu là kiềm, axit và dung dịch.

Thành phần nước thải xi mạ

Nước thải xi mạ có thành phần đa dạng về nồng độ và pH biến đổi rộng từ axit (pH= 2 – 3) đến rất kiềm (pH= 10 – 11). Đặc trưng chung của nước thải xi mạ là chứa hàm lượng cao các muối vô cơ và kim loại nặng. Thùy theo kim loại của lớp mà mà nguồn ô nhiễm có thể là Cu, Zn, Cr, Ni,… và cũng tùy thuộc vào loại muối kim loại được sử dụng mà nước thải có chứa các độc tố như xianua, sunfat, amoni, cromat,… 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,…

Nước thải xi mạ và công nghệ xử lý nước thải xi mạ

Nước thải nên tách thành 3 dòng riêng biệt:

  • Dung dịch thải đậm đặc từ các bể nhúng, bể ngâm.
  • Nước rửa thiết bị có hàm lượng chất bẩn trung bình (muối kim loại, dầu mỡ và xà phòng,…)
  • Nước pha loãng

Để an toàn và dễ xử lý thì dòng axit cromic và dòng cyanide sẽ được tách riêng. Chất gây ô nhiễm nước thải xi mạ có thể chia làm vài nhóm sau:

    • Chất ô nhiễm độc như cyanide CN–, Cr6+, F–,…
    • Chất ô nhiễm làm thay đổi pH như dòng axit và kiềm
    • Chất ô nhiễm hình thành cặn lơ lửng như hydroxit, carbonat và phosphat
    • Chất ô nhiễm hữu cơ như dầu mỡ, EDTA…

Ảnh hưởng của nước thải xi mạ đến môi trường và con người

       Các chất độc hại trong nước thải xi mạ nếu không được xử lý mà xả thải trực tiếp ra ngoài môi trường thì sau một thời gian sẽ ngấm vào đất và nước ngầm, theo chuỗi thức ăn thâm nhập vào cơ thể con người cũng như sinh vật ở vùng lân cận gây nhiễm độc mãn tính.

Ảnh hưởng đến sức khỏe con người

Crom và hợp chất của crom có thể làm tổn thương bề mặt da, làm loét niêm mạc, mũi, làm thủng phần sụn của vách mũi, ảnh hưởng đến hệ tiêu hóa, gan, thận và tim mạch. Cr6+ độc hơn Cr3+ vì khả năng hấp thụ của nó trong cơ thể cao hơn. Và nếu con người tiếp xúc với muối cromat một thời gian dài có thể gây ra bệnh ung thư phổi.

Nước thải xi mạ và công nghệ xử lý nước thải xi mạ

Niken và hợp chất của niken gây bệnh viêm da, đặc biệt là môi trường ẩm và nhiệt độ cao.

Kẽm và hợp chất của kẽm nói chung là ít độc. Khi nuốt phải muối kẽm có thể gây ra ói mửa. Khi tiếp xúc nhiều với muối ZnCl2 có thể gây lở loét ngón tay, bàn tay, cánh tay.

Đồng và các hợp chất của đồng có thể gây kích thích nhẹ hoặc gây dị ứng nhẹ. Muối đồng gây ngứa da và kết mạc. Oxit đồng hóa trị 1 còn gây kích thích ngứa mắt và đường hô hấp. Những người thường xuyên tiếp xúc với các hợp chất của đồng thường mắc phải hiện tượng mất màu da. Người uống phải đồng sunfat sẽ bị ói mửa, choáng, co giật và nếu nặng có thể tử vong.

Ảnh hưởng ô nhiễm nước mặt và nước ngầm

Việc thải bỏ nước thải xi mạ trực tiếp vào nguồn nước mà không qua hệ thống xử lý có thể là một trong những nguyên nhân dẫn đến sự có mặt của các ion kim loại độc trong lòng đất, trong mạch nước ngầm gây ảnh hưởng tới sức khỏe cộng đồng, hệ sinh thái thủy sinh vật và chất lượng nguồn nước cung cấp cho sinh hoạt và sản xuất của con người.

Công nghệ xử lý nước thải xi mạ

Có các phương pháp xử lý nước thải xi mạ như:

  • Xử lý nước thải xi mạ bằng phương pháp hóa lý – Phương pháp hấp phụ

Quá trình hấp phụ là quá trình di chuyển các chất ô nhiễm, trong nước thải xi mạ là các ion kim loại (chất bị hấp phụ) đến bề mặt pha rắn (chất hấp phụ). Để xử lý triệt để chất ô nhiễm trong nước thải thường kết hợp phương pháp này với phương pháp xử lý sinh học hoặc các biện pháp xử lý hóa học.

Các chất có thể làm chất hấp phụ như than hoạt tính, silicagel, đất sét, keo nhôm, … Ngoài ra còn có thể sử dụng tro, xỉ, mạt sắt, rơm, bã mía, …

Phương pháp hấp phụ có ưu điểm như xử lý nhanh, dễ chế tạo thiết bị và đặc biệt có thể tái sử dụng vật liệu hấp phụ.

  • Xử lý nước thải xi mạ bằng phương pháp hóa học

Phương pháp oxi hóa khử

Phương pháp này sử dụng các chất oxy hóa như Clo ở dạng khí và hóa lỏng, dyoxyt clo, hypoclorit, … thông qua quá trình oxy hóa chuyển các chất độc hại trong nước thải thành các chất ít độc hơn và tách ra khỏi nước.

Phương pháp này đòi hỏi tiêu tốn một lượng lớn các tác nhân hóa học và sau khi thực hiện phương pháp này phải tiếp tục thực hiện các biện pháp trung hòa kết tủa để loại bỏ thành phần các chất ô nhiễm.

Phương pháp trung hòa – kết tủa

Phương pháp này thường ứng dụng cho xử lý kim loại nặng trong nước thải dựa trên quá trình kết tủa dạng hydroxit của kim loại khi phản ứng với chất kiềm hóa (vôi, NaOH, Na2CO3, …) trong điều kiện pH thích hợp. Các chất kết tủa được tách ra bằng phương pháp lắng thông thường.

Đây là phương pháp được dùng phổ biến nhất hiện nay.

  • Xử lý nước thải xi mạ bằng phương pháp trao đổi ion

Phương pháp trao đổi ion là phương pháp tiên tiến để làm sạch nước thải khỏi các kim loại nặng như Zn, Cu, Cr, Ni, … cũng như cá hợp chất của asen, photpho, xyanua. Đây là phương pháp vận hành dễ dàng và ít chiếm diện tích, phù hợp với các cơ sở có mặt bằng nhỏ.

Nguyên lý của phương pháp này là cho nước thải làn lượt qua hai cột cationit  và anionit. Khi tiếp xúc với  cột cationit thì các cation tạp chất như Cu2+, Ca2+, Na+, Ni+, Cr3+, … của nước thải sẽ bị giữ lại.

Còn khi nước thải qua cột anionit thì các tạp chất onion như Cl-, SO42-, CN-, NO32- trong nước thải bị giữ lại.

Phương pháp này thương được sử dụng nhằm thu hồi Crôm.

  • Xử lý nước thải xi mạ bằng phương pháp điện hóa

Phương pháp này dựa trên cơ sở của quá trình oxy hóa khử để tách kim loại trên các điện cực nhúng trong nước thải chứa kim loại nặng khi cho dòng điện một chiều chạy qua.

Phương pháp này cho phép tách các ion kim loại ra khỏi nước mà không cần cho  thêm hóa chất, tuy nhiên lại tiêu hao nhiều điện năng và thích hợp cho nước thải có nồng độ kim loại cao.

  • Xử lý nước thải xi mạ bằng phương pháp sinh học

Phương pháp này ứng dụng dựa trên nguyên tắc của một số loài thực vật, vi sinh vật trong nước sử dụng kim loại như chất vi lượng trong quá trình phát triển sinh khối như bèo tây, bèo tổ ông, tảo, …

Phương pháp này chỉ áp dụng với nước thải có nồng độ kim loại nhỏ hơn 60 mg/l và phải có đủ chất dinh dưỡng như nitơ, photpho và các nguyên tố vi lượng khác cần thiết cho sự phát triển của thực vật và vi sinh vật trong nước.

Dựa trên ứng dung các phương pháp trên, một số quy trình công nghệ xử lý nước thải xi mạ thường được sử dụng như sau:

  • Quy trình 1

Nước thải xi mạ và công nghệ xử lý nước thải xi mạ

Thuyết minh quy trình công nghệ:

Nước thải sản xuất được dẫn theo đường thoát nước riêng ra hệ thống xử lý nước thải. Dòng thải được đưa vào hầm tiếp nhận. Song chắn rác (SCR) được đặt tại đường ống trước hầm tiếp nhận 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 sau đó chảy sang bể tách mỡ để loại bỏ dầu mỡ trong công đoạn rửa thiết bị dụng cụ, thành phẩm, bảo trì phát sinh dầu mỡ. Nước thải sau đó tiếp tục chảy sang 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.

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.

Tại bể keo tụ tạo bông, hóa chất NaOH, CaO 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.

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.

Bể 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.

Công ty môi trường Nam Nhật– Đơn vị xử lý nước thải xi mạ hiệu quả, chất lượng, uy tín.

Trên đây là quy trình xử lý nước thải xi mạ cơ bản. Còn nếu để đưa ra một quy trình xử lý nước thải xi mạ chi tiết, hiệu quả xử lý cao, đạt chuẩn theo quy định nhà nước và phù hợp với tài chính của Quý khách hàng, Quý khách hãy liên hệ với Công ty Môi Trường Nam Nhật. Với đội ngũ nhân viên giàu kinh nghiệm, từng thực hiện rất nhiều dự án lớn nhỏ, Môi Trường Nam Nhật sẽ tư vấn, khảo sát trực tiếp, dựa theo mẫu nước thải của cơ sở cùng với mức đầu tư chi phí, diện tích sử dụng… sẽ đưa ra quy trình và dự toán thực hiện và báo giá hệ thống xử lý nước thải xi mạ phù hợp nhất.

CÔNG TY TNHH XÂY DỰNG & CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG NAM NHẬT

Địa chỉ: 35/12 Nguyễn Tư Giản, Phường 12, Quận Gò Vấp, TP.HCM

Phone: 0376372014 – 0366936999

Email: moitruongnamnhat@gmail.com

Website:https://moitruongnamnhat.com/

0376372014