công nghệ xử lý nước thải mạ nhúng kẽm

• Xử lý nước thải từ công nghệ mạ nhúng kẽm tại các cơ sở cơ khí luôn là vấn đề được nhiều người trong nghề, các chuyên gia môi trường và cả những người dân sống xung quanh các cơ sở này

Tiểu luận môn học

Công nghệ xử lý nước thải

mạ nhúng kẽm

Nhóm thực hiện: nhóm 1 Giáo viên giảng dậy: PGS.TS Trịnh Thị

Thanh

• Xử lý nước thải từ công nghệ mạ nhúng kẽm tại các cơ sở cơ khí luôn là vấn đề được nhiều người trong nghề, các chuyên gia môi

trường và cả những người dân sống xung quanh các cơ sở này quan tâm

• Do đặc thù của loại nước thải này là có chứa dung dich axit với nồng

độ tương đối cao và có chứa các kim loại nặng như Fe, kẽm, crôm …

• Nước thải từ các quá trình xi mạ kim loại, nếu thải ra môi trường mà không qua xử lý, qua thời gian tích tụ và bằng con đường trực tiếp hay gián tiếp, chúng sẽ tích luỹ trong cơ thể con người gây lên những bệnh nghiêm trọng như viêm loét da, viêm đường hô hấp, eczima, ung thư …

ZnCl2 400g/l

NH4Cl 200g/l

Cr2O3 1g/l

Nước thải chứa Axit, Fe…

Nước thải chứa

Zn 2+ , NH4+

Hơi nước

Nước thải

Nước thải chứa Cr 3+

Nhúng HCl 5-8%

(Tẩy axit)

Đánh cỏ học

Rửa nước

Bể trợ dung

Sấy khô (100 o C)

Nhiệt hoá (450 o C)

Làm mát bằng nước

Thụ động hoá

Sản phẩm Vật liệu mạ

Sơ đồ quy trình mạ theo phương pháp nhúng

Nước thải công nghệ mạ có thể chia thành các nhóm sau:

• Chất ô nhiễm hình thành dạng lơ lửng: hydroxit, cacbonat

• Các tác nhân gây ô nhiễm là các kim loại nặng và xianua

• Chất ô nhiễm hữu cơ, dầu mỡ

Đối với cơ sở sản xuất lớn, lưu lượng nước thải phân luồng đến các bể chứa theo qui trình công nghệ và xử lý riêng rẽ trước khi tập trung xử lý triệt để rồi thải ra môi trường hoặc tái sử dụng một cách thích hợp

Đối với các cơ sở qui mô vừa và nhỏ, nước thải từ các bể mạ khác nhau có thể đưa về bể chứa chung để tiến hành xử lý, vì lưu luợng nước thải ra nhỏ và lượng hoá chất sử dụng không lớn

Công nghệ xử lý

Phương pháp đông keo tụ và kết tủa hoá học

Phương pháp này dựa trên phản ứng hoá học giữa các chất đưa vào nước thải với kim loại cần tách, ở pH thích hợp sẽ tạo thành chất kết tủa và được tách ra khỏi nước bằng phương pháp lắng

Thông thường người ta sử dụng các chất kiềm tính như NaOH, Ca(OH)2 cho vào nước thải Khi đó quá trình kết bông và sa lắng xảy ra Các kim loại

có trong nước thải sẽ tồn tại dưới dạng kết tủa hydroxit, các kết tủa này kéo theo các chất lơ lửng trong nước và lắng xuống dưới đáy

M + OH-  MOH

Bể lắng

Bể điều hoà

Điều khiển pH 1

H2SO4

Điều khiển pH 1

Bồn phản ứng

Ca(OH)2

Bùn thải Nước đã xử lý

Nước thải

Polyme

Sơ đồ nguyên lý hệ thống xử lý

Bể điều hoà

Điều khiển pH 1

Nước thải Bồn

phản ứng

H2SO4

• Nước thải từ qui trình sản xuất thải ra được tập trung về bể điều hoà, tại đây nước sẽ được trung hoà axit bằng hệ thống định lượng bazơ tự động

• Tiếp đó nước từ bể điều hoà được dẫn sang bể phản ứng, đồng thời cho thêm dung dich FeSO4, NaHSO3 và điều chỉnh pH bằng axit H2SO4 xuống

khoảng 1- 3 Khi đó nước thải chứa Cr6+ bị khử thành Cr3+ Cần phải tính toán lượng NaHSO3 và H2SO4 thêm vào sao cho quá trình khử Crôm hoàn toàn

(theo tính toán thì: tỷ lệ 1kg CrO 3 cần 1,6kg NaHSO 3 và 0,76kg H 2 SO 4 )

Điều khiển pH 1

Bồn phản ứng

Ca(OH)2

Polyme

Bể lắng

Nước thải tiếp tục được dẫn qua bể lắng, cho Ca(OH)2 để điều chỉnh

pH = 7- 9 Khuấy đều trong khoảng 15 phút bằng máy khuấy tạo điều kiện cho các ion kết tủa dưới dạng hydroxit kim loại Cho thêm polyme tan trong nước như tinh bột, polysaccarit, polyacrylamit… làm tăng khả năng kết

bông, keo tụ

Các phương trình phản ứng:

Ni2+ + 2OH- = Ni(OH)2

Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)2

Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3

Cr3+ + 3OH- = Cr(OH)3

H+ + OH- = H2O

Bể lắng

Bùn thải Nước đã xử lý

Nước từ bể lắng này được dẫn qua các bể lắng tiếp theo để bông cặn Tiếp đó nước đựoc dẫn qua tháp lọc để loại hết các cặn còn sót lại, sau đó nước dẫn vào bể chứa nước sạch phục vụ cho quá trình tái sản xuất

Mô hình tháp lọc

Hiệu quả xử lý

Ứng dụng công nghệ này xử lý nước thải nhà máy mạ nhúng kẽm tại

Xí nghiệp cơ khí mạ Đà Nẵng

Ưu điểm của phương pháp

• Loại bỏ được các kim loại nặng có trong nước thải, làm giảm độ đục và các thành phần rắn lơ lửng Bên cạnh đó con làm giảm các chất ô nhiễm khác như dầu mỡ, COD, BOD …

• Hiệu quả xử lý của phương pháp này rất cao có thể đạt tới 80% đối với Cu, 90% đối với Pb và 98% đối với Cd (nguồn: G.M.Ayoub , 2001)

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xử lý

1 pH

2 Thời gian

3 Lượng chất trợ lắng

1- pH

Phạm vi pH cho quá trình kết tủa của các hợp chất kim loại là khác

nhau Chẳng hạn đối với chì và cadmi, ở giá trị pH cao (10,5 đến 12) kết tủa dưới dạng hydroxit và ở pH thấp hơn (7 đến 10) thì kết tủa dưới dạng muối cacbonat Còn đối với các kim loại lưỡng tính như crom, kẽm thì kết tủa ở

pH cao hơn (11 đến 12)

Pb 2+ <0,5mg/l      

Cd 2+ <0,2mg/l      

Ni 2+ <0.5mg/l      

Zn 2+ ,2mg/l      

Fe 2+ <3mg/l      

Cu 2+ <0.5mg/l      

Cr 3+ <0.5mg/l      

Al 3+ <3mg/l      

Sn 2+ <2mg/l      

Fe 3+ <3mg/l      

Phạm vi pH cho quá trình kết tủa một số kim loại

2- Thời gian

Thời gian rất quan trọng cho quá trình kết tủa và lắng, quá trình sử lý không đạt hiệu quả mong muốn khi quá trình kết tủa chua sảy ra hoàn toàn Ta thường chú ý đến quá trình kết tủa của Fe để xác định thời gian tối ưu cho qui trình

3- Lượng chất trợ lắng

Quá trình làm trong nước chỉ sảy ra khi dùng lượng polyme tối ưu, còn khi lượng polyme quá dư, hạt keo lơ lửng lại tái bền và làm cho nước có độ đục Ta có thể giải thích hiện tượng đó theo cơ chế sau ( Ngô Tiến Phúc, 2001)

Hạt hoặc chùm hạt lơ lửng không tan:

Phân tử polyme đa điện ly:

Sự tương tác của chung có thể diễn ra theo cơ chế sau

• Phản ứng 1: (khi liều lượng polyme tối ưu): hấp phụ sơ cấp

+

• Phản ứng 2a: Kết bông

• Phản ứng 2b: (hấp phụ thứ cấp) không kết bông

Hạt tái ổn định

• Phản ứng 3:( Liều lượng polyme quá dư) không kết

bông

+

Hạt bền

Polyme dư lượng

Xin chân thành cảm ơn!