Nghiên cứu đánh giá khả năng áp dụng phương pháp kết tủa để nâng cao hiệu quả xử lý ni2+ và fetc trong nước thải xi mạ tại công ty TNHH công nghiệp á châu

Với mục tiêu đẩy mạnh phát triển công nghiệp trong nước và thu hút đầu tư nước ngoài nhằm phát triển đất nước theo định hướng công nghiệp hóa – hiện đại hóa, đồng bằng sông Cửu Long và Vùng Đông Nam Bộ là vùng kinh tế năng động nhất Việt Nam. Trong đó, vùng Đông Nam Bộ, với toàn bộ các tỉnh thuộc vùng kinh tế trọng điểm phía Nam, là nơi tập trung các KCN – KCX lớn. Tính đến ngày 30092015, riêng Tp. HCM có 16 KCX, KCN được thành lập với tổng diện tích đất cho thuê đạt 4000 ha7000 ha đất công nghiệp cho thuê, diện tích đất còn lại là 3000 ha1. Sự phát triển của các KCX – KCN đã thu hút vốn đầu tư lên đến 9.043 tỷ USD; kim ngạch xuất khẩu tính năm 2015 là 46 tỷ USD tạo môi trường làm việc cho 280.778 người lao động thúc đẩy nền kinh tế tại Tp. HCM phát triển, đứng đầu về mức bình quân GPD trên đầu người gấp gần 3 lần mức bình quân cả nước2. Tuy nhiên, xã hội ngày càng phát triển, công nghiệp hóa càng nhanh, tỷ lệ chất thải nguy hại từ sản xuất công nghiệp và những ảnh hưởng bất lợi do các hoạt động của con người tác động vào môi trường ngày càng tăng nhanh. Tính đến năm 2015, lượng nước thải công nghiệp các KCNKCX trên địa bàn Tp. HCM thải ra bình quân 44.500 m3ngày trên tổng công suất thiết kế của các trạm XLNT là 75.500 m3ngđ3. “Sự gia tăng nước thải từ các KCN trong những năm gần đây là rất lớn. Tốc độ gia tăng này cao hơn nhiều so với sự gia tăng tổng lượng nước thải chung toàn quốc. Lượng nước thải phát sinh từ các KCN vùng Đông Nam Bộ lớn nhất trong 06 vùng kinh tế cả nước (chiếm khoảng 50%)” (Bộ Tà i nguyên và Môi trườ ng, 2012). Số lượng KCN có hệ thống xử lý nước thải vẫn đang ở mức trung bình (5060%), hơn nữa, 50% trong số đó vẫn chưa hoạt động hiệu quả làm chất lượng nước kênh rạch bi ̣ ô nhiễm nặng (Bộ Tà i nguyên và Môi trườ ng, 2012). Do đó, bên cạnh những đóng góp tích cực về kinh tế, quá trình phát triển công nghiệp nói chung và hệ thống các KCN nói riêng ở Việt Nam đang tạo nhiều thách thức về bảo vệ môi trường và bảo đảm phá t triể n bề n vữ ng. Kim loại nặng tồ n tại dướ i dạng các ion hòa tan như Cd, Cr, Cu, Ni, Hg, As, Pb và Zn từ các ngành công nghiệp nặng, đặc biệt các ngành hóa chất, luyện kim, xi mạ, sản xuất ắc quy, các linh kiện điện tử, công nghệ kỹ thuật cao,... đang là một trong những vấ n đề cầ n quan tâm giải quyế t. Chất thải công nghiệp và khí thải có chứa các chất độc hại, hầu hết gây hại cho sức khỏe con người (Jimena và cộng sự, 2008; Ogunfowokan và cộng sự, 2005; Rajaram và cộng sự, 2008). “Kim loại có độ hòa tan cao trong môi trường nước, các kim loại nặng có thể hấp thụ bởi các sinh vật sống. Một khi chúng thâm nhập vào chuỗi thực phẩm, nồng độ lớn các kim loại nặng có thể tích lũy trong cơ 1 http:www.hepza.hochiminhcity.gov.vnwebguestkcn_kcxtphcmgioithieuchung 2 http:www.hepza.hochiminhcity.gov.vnwebguestkcn_kcxtphcmgioithieuchung 3 Báo cáo “Công tác quản lý Môi trường tại các Khu chế xuất, Khu công nghiệp Tp.HCM năm 2015” 2 thể con người. Nếu các kim loại vào cơ thể vượt quá nồng độ cho phép, chúng có thể gây ra rối loạn sức khỏe nghiêm trọng” (Babel và Kurniawwan, 2004). Vì vậy, việc xử lý thích hợp và hiệu quả kim loại nặng trong chấ t thả i nhằm hạn chế và loại trừ các tác động bất lợi đến môi trường và sức khỏe cộng đồng là rấ t cầ n thiế t. Trên thực tế, khó có phương pháp nào có thể đáp ứng đầy đủ tất cả những yêu cầu trên. Thông thường mỗi phương pháp chỉ giải quyết được một phần của yêu cầu đó. Do đó, tùy theo điều kiện kinh tế, kỹ thuật và yêu cầu xử lý cụ thể để lựa chọn phương pháp thích hợp. Một số phương pháp tách kim loại nặng ra khỏi nước thải có thể kể đến như điện phân, thẩm thấu ngược (Kryvoruchko và cộng sự, 2004; Ujang và Anderson, 1998) và một số nghiên cứu trên vật liệu hấp phụ sinh học (Aksu và Donmez, 2001; Bhattacharyya và Sharma, 2004; Evans và cộng sự, 2002; Tarley và Aruda, 2004; Kapoor và Viraraghavan, 1998), quá trình trao đổi ion và quá trình kết tủa kim loại được phát triển để loại bỏ kim loại nặng từ nước thải công nghiệp. Bên cạnh những ưu điểm, mỗi phương pháp kể trên bộc lộ một số nhược điểm như không thể loại bỏ triệt để kim loại nặng, tiêu tốn năng lượng cao và sinh ra bùn nguy hại (Eccles, 1999). Nước thải từ cá c KCX KCN, đặc biệt từ các nhà máy sản xuất linh kiện điện tử, luyện kim,... có thể chứa hàm lượng kim loại nặng cao và cần có giải pháp công nghệ thích hợp để xử lý sơ bộ trước khi xả vào Trạm xử lý nước thải tập trung của KCNKCX hoặc xử lý triệt để trướ c khi xả và o nguồ n tiế p nhận. Công nghệ mạ là một trong những lĩnh vực công nghệ làm thay đổi bề mặt vật liệu. Khoảng 60 70% lượng Niken được sử dụng để phủ bề mặt kim loại khác hay chế tạo hợp kim. Hợp chất Niken (Ni) là kim loại thườ ng xuấ t hiện trong nước thải công nghiệp của một số nhà máy luyện kim và hóa chất (Volesky và Schiewer, 2000). Kể đến trong nghiên cứu này, đố i vớ i nướ c thải của Công ty TNHH Công nghiệp Á Châu đang cần một giải pháp công nghệ để loại bỏ tối đa nồng độ kim loại Niken và Sắt cao trong nước thải. Hiện tai, nước thải tại cở sở sản xuất xi mạ của Công ty TNHH Công nghiệp Á Châu xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học sử dụng hóa chất là NaOH nhưng hệ thống chưa đạt hiệu quả cao để đáp ứng xả thải vào ống tiếp nhận chung của KCX Tân Thuận. Nên nước thải có mức độ ô nhiễm cao gây ô nhiễm môi trường nước nghiêm trọng. Do đó, đề tài đã thực hiện nghiên cứu để tìm ra biện pháp xử lý phù hợp, góp phần vào quá trình xử lý nước thải và công tác quản lý nguồn thải để bảo vệ môi trường nói chung và kiểm soát được chất lượng xả thải của KCX Tân Thuận nói riêng. Cho đến nay, phương pháp kết tủa được nghiên cứu, áp dụng để xử lý cục bộ cá c loại nướ c thả i xi mạ trước khi xả và o Trạm xử lý nước thải tập trung để tiế p tục được xử lý triệt để hoặc xử lý triệt để trướ c khi xả và o nguồ n tiế p nhận. Nghiên cứu tập trung đánh giá khả năng áp dụng phương pháp kết tủa kim loại để tách Ni2+, Fetổng ra khỏi nước thải xi mạ, cụ thể là Công ty TNHH Công nghiệp Á Châu vì những lý do sau: (1) đây là phương án kỹ thuật xử lý đơn giản, dễ thao tác, có thể áp dụng rộng rãi ở các cơ sở sản xuất; (2) thời gian xử lý nhanh; (3) hóa chất sẵn có trên thị trường; (4) có khả năng xử lý cùng một lúc nhiều kim loại nặng dưới dạng kết tủa 3 hydroxyt hoặc các muối ít tan; (5) xử lý được nước thải đối với các nhà máy có quy mô lớn.

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VĂN LANG KHOA CÔNG NGHỆ VÀ QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ÁP DỤNG PHƯƠNG

TRONG NƯỚC THẢI XI MẠ TẠI CÔNG TY TNHH CÔNG NGHIỆP Á CHÂU THUỘC KHU CHẾ XUẤT TÂN THUẬN

Chuyên ngành: Kỹ thuật Môi trường

Mã số: 60520320

Trần Thị Thanh Tâm

Hướng dẫn Khoa học: PGS.TS Trần Thị Mỹ Diệu

Khoa Công nghệ và Quản lý Môi trường Trường Đại học Văn Lang

TP.Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2016

Trang 2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP VĂN LANG KHOA CÔNG NGHỆ VÀ QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ÁP DỤNG PHƯƠNG

TRONG NƯỚC THẢI XI MẠ TẠI CÔNG TY TNHH CÔNG NGHIỆP Á CHÂU THUỘC KHU CHẾ XUẤT TÂN THUẬN

Chuyên ngành: Kỹ thuật Môi trường

Mã số: 60520320

Trần Thị Thanh Tâm

Hướng dẫn Khoa học: PGS.TS Trần Thị Mỹ Diệu

Luận văn được chấp thuận bởi Hội đồng phản biện gồm:

PGS TS Lê Thanh Hải – Chủ tịch Hội đồng

TS Lê Thị Kim Oanh – Phản biện 1 PGS TS Bùi Xuân Thành – Phản biện 2

Luận văn Thạc sĩ được bảo vệ tại Hội đồng chấm luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Văn Lang

Ngày 15 tháng 10 năm 2016

Trang 3

Luận văn “Nghiên cứu đánh giá khả năng áp dụng phương pháp kết tủa để nâng

cao hiệu quả xử lý Ni 2+ và Fetc trong nước thải xi mạ tại Công ty TNHH Công nghiệp Á Châu thuộc Khu chế xuất Tân Thuận” đã được chỉnh sửa theo kết luận

của Hội đồng chấm luận văn Thạc sĩ tại Trường Đại học Văn Lang ngày 15 tháng 10 năm 2016 Biên bản giải trình chỉnh sửa được đính kèm trong luận văn này

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày tháng năm

Xác nhận của Giáo viên hướng dẫn Xác nhận của Chủ tịch hội đồng

PGS TS Trần Thị Mỹ Diệu PGS TS Lê Thanh Hải

Trang 4

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

BẢN GIẢI TRÌNH CÁC NỘI DUNG CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ

Ngành Kỹ thuật Môi trường

Kính gửi: Hội đồng chấm Luận văn Thạc sĩ

Ban chủ nhiệm Khoa Công nghệ và Quản lý Môi trường

Tôi tên là: TRẦN THỊ THANH TÂM Mã học viên: CH1257E

Ngày tháng năm sinh: 05/11/1990 Nơi sinh: Ninh Thuận

Là học viên cao học Ngành Kỹ thuật Môi trường, Khóa 1 (10/2012), Lớp K1M.CH2, Trường Đại học Văn lang

Luận văn Thạc sĩ đã trình bày trước Hội đồng ngày 15/10/2016 với tên đề tài: “Nghiên

cứu đánh giá khả năng áp dụng phương pháp kết tủa để nâng co hiệu quả xử lý

Ni 2+ và Fetc trong nước thải xi mạ tại Công ty TNHH Công nghiệp Á Châu thuộc Khu chế xuất Tân Thuận”

Tôi đã hiệu chỉnh Luận văn theo các ý kiến đóng góp của Hội đồng và nhận xét của giáo viên phản biện Các nội dung hiệu chỉnh như sau:

Nội dung góp ý Giải trình nội dung đã chỉnh sửa

(chỉ rõ trang nào trong luận văn đã chỉnh sửa) Quy định tiêu chuẩn tiếp nhận

của Khu chế xuất là bao nhiêu Đã chỉnh sửa ở tại mục 2.1, chương 2 trang 8 Cần bổ sung phần so sánh của

phương pháp kết tủa Đã chỉnh sửa tại mục 2.4, chương 2 (trang 33) Cần phân tích rõ hơn các yếu tố

ảnh hưởng đến quá trình kết tủa

Đã chỉnh sửa bổ sung tại mục 2.5 – Chương 2 (trang 35)

Cần thay đổi mục 3.6 lên trước

nghiên cứu các ảnh hưởng quá

Cần dời khoảng đo của cột tăng

thêm giá trị đo để dễ quan sát

(Hình 4.2, 4.4, 4.8, 4.10, 4.26,

Đã chỉnh sửa bổ sung tại mục 4.1 đến mục 4.3, chương 4 (trang 51 đến trang 64)

Trang 5

Nội dung góp ý Giải trình nội dung đã chỉnh sửa

(chỉ rõ trang nào trong luận văn đã chỉnh sửa) 4.28, 4.36)

Cuối chương 4, biểu đồ so sánh

hiệu quả xử lý của 3 tác nhân

Bổ sung đề xuất công nghệ tại

Công ty nghiên cứu

Đã chỉnh sửa bổ sung tại mục 5.1, chương 5 (trang 70,)

Xác nhận của Giáo viên hướng dẫn

(Ký tên, ghi rõ họ tên)

Xác nhận của phản biện 1 Xác nhận của phản biện 2

(Ký tên, ghi rõ họ tên) (Ký tên, ghi rõ họ tên)

TS Lê Thị Kim Oanh PGS TS Bùi Xuân Thành

Trang 6

CAM KẾT

Tôi xin cam đoan danh dự rằng kết quả nghiên cứu của đề tài “Nghiên cứu đánh giá

khả năng áp dụng phương pháp kết tủa để nâng cao hiệu quả xử lý Ni 2+ và Fetc trong nước thải xi mạ tại Công ty TNHH Công nghiệp Á Châu thuộc Khu chế xuất Tân Thuận” là kết quả lao động của chính tác giả, chưa được người khác công bố

trong bất cứ công trình nghiên cứu nào

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 10 năm 2016

HỌC VIÊN THỰC HIỆN

Trần Thị Thanh Tâm

Trang 7

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, em xin chân thành cảm ơn Trường Đại Học Văn Lang và Khoa Kỹ Thuật Môi trường đã tạo điều kiện tốt nhất cho em trong suốt thời gian học tập tại trường

Một lời cảm ơn không thể diễn hết sự trân quý, biết ơn, kính trọng của em dành cho cô

Em xin chân thành cảm ơn cô đã dạy dỗ, tận tâm, nhiệt tình truyền đạt những kiến thức quý báu trong thời gian qua Cảm ơn cô đã kiên nhẫn dành thời gian rất quý báu của mình cho em những lời khuyên, góp ý, phương pháp tư duy quý báu trong suốt quá trình thực hiện luận văn Mọi điều tốt nhất dành cho cô

Xin gửi lời cảm ơn đến các bạn học, các bạn sinh viên cao học Kỹ thuật Môi Trường khóa 1, anh Khôi (Trưởng Trạm xử lý nước thải KCX Tân Thuận), anh chị em phòng thí nghiệm Công ty TNHH Tân Thuận đã nhiệt tình giúp đỡ tôi trong quá trình vận hành mô hình

Cuối cùng, xin chia sẻ niềm vinh dự này cùng gia đình, món quà dành tặng Ba - người con yêu quý, bạn bè xa gần đã động viên và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian qua

Mong muốn kết quả nghiên cứu của luận văn được áp dụng vào thực tế, đóng góp vào công cuộc bảo vệ môi trường ở Việt Nam Nhưng thời gian nghiên cứu và kinh phí thực hiện còn hạn hẹp cùng với kiến thức còn hạn chế nên chắc chắn không tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của các thầy, cô và các bạn để bản luận văn được hoàn chỉnh

Xin chân thành cảm ơn

Người viết

Thanh Tâm

Trang 8

TÓM TẮT

Tốc độ tăng trưởng kinh tế một sẽ làm tăng gấp đôi tốc độ ô nhiễm môi trường (WB, 1995) Trong quá trình sản xuất, gia công thải ra một lượng lớn nước thải nhiễm bẩn kim loại, các ngành công nghiệp có chứa kim loại nặng là những ngành nguy hiểm nhất trong số các ngành công nghiệp sử dụng hóa chất Các ion kim loại độc hại gây khó chịu về thể chất và sức khỏe đe dọa sự sống của cơ thể và môi trường (Malik, 2004)

Mặc dù nhiều kỹ thuật có thể được sử dụng để xử lý nước thải chứa kim loại nặng nhưng điều quan trọng cần lưu ý là việc lựa chọn phương pháp xử lý phù hợp nhất Đối với nước thải nhiễm kim loại phụ thuộc vào một số thông số cơ bản như pH, nồng độ kim loại ban đầu, hiệu quả so với các công nghệ khác, tác động môi trường cũng như thông số kinh tế như vốn đầu tư và chi phí hoạt động Cuối cùng, khả năng áp dụng kỹ thuật, sự đơn giản của nhà máy và hiệu quả về chi phí là những yếu tố chủ chốt đóng vai trò chính trong việc lựa chọn hệ thống xử lý phù hợp nhất cho nước thải chứa kim loại nặng Khi xem xét tất cả các yếu tố nêu trên nghiên cứu này lựa chọn phương pháp kết tủa để loại bỏ kim loại Ni2+, Fe tổng cónồng độ cao để xử lý hiệu quả và ít tốn kém nhất để bảo vệ môi trường

Luận văn này thực hiện so sánh các tác nhân kết tủa (NaOH, Na2S, NaHCO3) nhằm loại bỏ tối đa các kim loại trong nước thải xi mạ Nghiên cứu ảnh hưởng đến quá trình kết tủa để đạt hiệu quả khử Ni2+, Fetổng cao nhất gồm pH, liều lượng tác nhân kết tủa và thời gian phản ứng

Nước thải xi mạ tại Công ty TNHH Công nghiệp Á Châu có thành phần kim loại nặng cao Ni2+ là 792 mg/L, Fetổng 76,8 mg/L Khi thực hiện kết tủa bằng NaOH làm giảm nồng

độ Ni2+ xuống đáng kể còn 0,83 mg/L, đạt hiệu quả khử cao nhất Ni2+ 99,91% và Fetổng

giảm còn 0,48 mg/L ở điều kiện pH 11,0 Ở điều kiện tác nhân kết tủa là Na2S, nồng độ

Ni2+ từ 792 mg/L giảm mạnh nhất xuống còn 0,55 mg/L, đạt hiệu quả khử Ni2+ 99,93%

và Fetổng còn 0,46 mg/L với pH 11,0, thời gian phản ứng 40 phút và liều lượng 1,3/1 Tiến hành với thí nghiệm tác nhân kêt tủa bằng NaHCO3, nồng độ Ni2+ giảm xuống còn lại trong nước thải 2,00 mg/L, hiệu quả khử Ni2+ đạt tối ưu được 99,75% và nồng độ

Fetổng giảm còn 0,84 mg/L ở điều kiện pH 10,5, thời gian phản ứng là 30 phút và liều lượng NaHCO3 theo tỉ lệ HCO3- là 3,2/1

Trang 9

ABSTRACT

Rapid Economic growth will double the rate of environmental pollution (WB, 1995) Manufacturing processing eliminate a large amount of wastewater which was contaminated by metal Heavy metal industries are the most dangerous of all chemical industries Toxic metal ions cause physical and health discomfort that threaten the body and the environment (Malik, 2004)

Although many techniques can be used to treat heavy metal wastewater, it is important

to note that choosing the most suitable treatment method For wastewater containing heavy metals, it depends on some basic parameters such as pH, initial metal concentration, efficiency compared to other technologies, environmental impact as well

as economic parameters such as investment capital and Operating costs Finally, the applicability of the technique, factory simplicity and cost-effectiveness are key factors in the selection of the most suitable treatment system for heavy metal wastewater When considering all of the factors mentioned above, this study selects the precipitation method to remove the Ni2+, total Fe with high concentration to treat the most efficient and cost-effective in protecting the environment

This thesis compared the precipitating agents (NaOH, Na2S, NaHCO3) to remove metals in the plating wastewater Research influences the precipitation process to achieve the highest removal efficiency Ni2+, total Fe including pH, precipitation dosage and reaction time

Plating wastewater at Asia Industrial Co., Ltd has high content of heavy metal, Ni2+ 792 mg/L, total Fe 76.8 mg/L When precipitation with NaOH resulted in a significant reduction in Ni2+ concentration to 0,83 mg/L, the highest reduction of Ni2+ 99.91% and total Fe reduction of 0,48 mg/L at pH 11,0 At precipitation conditions of Na2S, the concentration of Ni2+ from 792 mg/L dropped to 0,55 mg/L, resulting in a reduction of 99,93% Ni2+ and total Fe 0,46 mg/L pH 11,0, reaction time 40 minutes and dosage of

Na2S is 1,3/1 in S2- Proceeding with the precipitation experiment NaHCO3, the Ni2+

concentration was reduced to 2,00 mg/L in effluent, the optimum Ni2+ removal efficiency was 99,75%, the total Fe concentration decreased to 0,84 mg/L at pH 10,5, reaction time is 30 minutes and dosage of NaHCO3 is 3,2/1 in HCO3-

Trang 10

MỤC LỤC

Trang bìa

Trang bìa lót

Trang bìa lót có tên Chủ tịch và 2 phản biện

Xác nhận luận văn đã được chỉnh sửa

Biên bản họp hội đồng chấm luận văn

Nhận xét Phản biện 1

Nhận xét Phản biện 2

Bản giải trình các nội dung chỉnh sửa luận văn

Cam kết của học viên về nội dung của luận văn

Trang 11

2.3 Hiện trạng ô nhiễm môi trường do công nghiệp xi mạ tại Việt

Trang 12

T ài liệu tham khảo

Phụ lục

Trang 13

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

STT : Số thứ tự

SS :Chất rắn lơ lửng (Suspended Solids)

Ni : Kí hiệu Niken kim loại

Fe : Kí hiệu Sắt kim loại

Q : Lưu lượng (m3/ngày)

Trang 14

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 2.1 Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải công nghiệp mạ điện

tại Công ty Công nghệ bề mặt

6

Bảng 2.2 Quy định tiêu chuẩn xả thải và giới hạn tiếp nhận nước thải của

các Doanh nghiệp trong KCX Tân Thuận

Bảng 2.7 Thành phần nước thải mạ điện sau xử lý tại Công ty TNHH Công

Nghiệp Á Châu

16

Bảng 2.8 Danh mục các nguyên liệu chính phục vụ sản xuất Công ty TNHH

ChubuRika Việt Nam

Bảng 2.12 Bảng kết quả phân tích mẫu nước thải kiểm tra đột xuất các

Doanh nghiệp trong KCX Tân Thuận

24

Bảng 2.13 Khả năng hấp phụ của một số chất thải nông nghiệp và sinh học

đối với kim loại nặng

31

Bảng 2.14 Bảng tóm tắt ưu điểm và hạn chế của một số phương pháp xử lý

nước thải ngành mạ thường dùng

33

Bảng 3.1 Danh sách thiết bị phụ trợ và hóa chất sử dụng 40

Bảng 3.2 Điều kiện thí nghiệm xác đi ̣nh pH tối ưu và liều lượng NaOH tối

ưu để khử Ni2+ và Fetc bằng quá trình kết tủa với NaOH

41

Bảng 3.3 Điều kiện thí nghiệm xác đi ̣nh pH tối ưu để khử Ni2+ và Fetc bằng

quá trình kết tủa với Na2S

43

Bảng 3.4 Điều kiện thí nghiệm xác đi ̣nh liều lượng Na2S tối ưu để khử Ni2+ 43

Trang 15

và Fetc

Bảng 3.5 Điều kiện thí nghiệm xác đi ̣nh thời gian phản ứng tối ưu để khử

Ni2+ và Fetc bằng quá trình kết tủa với Na2S

45

Bảng 3.6 Điều kiện thí nghiệm xác đi ̣nh pH tối ưu để khử Ni2+ và Fetc bằng

quá trình kết tủa với NaHCO3

46

Bảng 3.7 Điều kiện thí nghiệm xác đi ̣nh liều lượng NaHCO3 tối ưu để khử

Ni2+ và Fetc

47

Bảng 3.8 Điều kiện thí nghiệm xác đi ̣nh thời gian phản ứng tối ưu để khử

Ni2+ và Fetc bằng quá trình kết tủa với NaHCO3

47

Bảng 3.9 Phương pháp phân tích 48

Trang 16

DANH SÁCH HÌNH

Hình 2.1 Quy trình mạ điện và các nguồn thải gây ô nhiễm 5 Hình 2.2 Các kim loại nặng 8 Hình 2.3 Quy trình công nghệ sản xuất dây chuỗi Công ty TNHH Công

Hình 2.10 Quy trình xử lý nước thải công nghiệp của Công ty Cổ phần CX

Technology Việt Nam

23

Hình 2.11 Hạt và cơ chế trao đổi ion của hạt 28 Hình 2.12 Quá trình lọc điện hóa 30 Hình 2.13 Khả năng hòa tan của các kim loại hydroxit 36 Hình 2.14 Khả năng hòa tan của Kẽm hydroxit theo pH 37 Hình 2.15 Khả năng hòa tan của Niken hydroxit theo pH 37 Hình 3.1 Sơ đồ quy trình thí nghiệm 39

Trang 17

trình kết tủa bằng NaOH Hình 4.6 Ảnh hưởng của pH đến hiệu quả khử TSSbằng quá trình kết tủa

Hình 4.13 Ảnh hưởng của liều lượng Na2S đến nồng độ Ni trong nước thải

sau quá trình kết tủa

57

Hình 4.14 Ảnh hưởng của liều lượng Na2S đến hiệu quả khử Ni bằng quá

trình kết tủa

57

Hình 4.15 Ảnh hưởng của liều lượng Na2S đến nồng độ Fetc trong nước thải

57

Hình 4.16 Ảnh hưởng của liều lượng Na2S đến hiệu quả khử Fetc bằng quá

trình kết tủa

57

Hình 4.17 Ảnh hưởng của liều lượng Na2S đến nồng độ TSS trong nước thải

58

Hình 4.18 Ảnh hưởng của liều lượng Na2S đến hiệu quả khử TSS bằng quá

trình kết tủa

58

Hình 4.19 Ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến nồng độ Ni trong nước

thải sau quá trình kết tủa bằng Na2S

59

Hình 4.20 Ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến hiệu quả khử Ni bằng quá

trình kết tủa với Na2S

59

Hình 4.21 Ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến nồng độ Fetc trong nước

59

Hình 4.22 Ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến hiệu quả khử Fetc bằng

quá trình kết tủa với Na2S

59

Hình 4.23 Ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến nồng độ TSS trong nước

Trang 18

Hình 4.26 Ảnh hưởng của pH đến hiệu quả khử Ni bằng quá trình kết tủa với

Hình 4.31 Ảnh hưởng của liều lượng NaHCO3 đến nồng độ Ni trong nước

thải sau quá trình kết tủa

63

Hình 4.32 Ảnh hưởng của liều lượng NaHCO3 đến hiệu quả khử Ni bằng

quá trình kết tủa

63

Hình 4.33 Ảnh hưởng của liều lượng NaHCO3 đến nồng độ Fetc trong nước

64

Hình 4.34 Ảnh hưởng của liều lượng NaHCO3 đến hiệu quả khử Fetc bằng

64

Hình 4.35 Ảnh hưởng của liều lượng NaHCO3 đến nồng độ TSS trong nước

64

Hình 4.36 Ảnh hưởng của liều lượng NaHCO3 đến hiệu quả khử TSS bằng

64

Hình 4.37 Ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến nồng độ Ni trong nước

thải sau quá trình kết tủa bằng NaHCO3

65

Hình 4.38 Ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến hiệu quả khử Ni bằng quá

trình kết tủa với NaHCO3

65

Hình 4.39 Ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến nồng độ Fetc trong nước

66

Hình 4.40 Ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến hiệu quả khử Fetc bằng

quá trình kết tủa với NaHCO3

66

Hình 4.41 Ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến nồng độ TSS trong nước

66

Hình 4.42 Ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến hiệu quả khử TSS bằng

quá trình kết tủa với NaHCO3

Trang 19

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG

1.1 SỰ CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Với mục tiêu đẩy mạnh phát triển công nghiệp trong nước và thu hút đầu tư nước ngoài nhằm phát triển đất nước theo định hướng công nghiệp hóa – hiện đại hóa, đồng bằng sông Cửu Long và Vùng Đông Nam Bộ là vùng kinh tế năng động nhất Việt Nam Trong

đó, vùng Đông Nam Bộ, với toàn bộ các tỉnh thuộc vùng kinh tế trọng điểm phía Nam, là nơi tập trung các KCN – KCX lớn Tính đến ngày 30/09/2015, riêng Tp HCM có 16 KCX, KCN được thành lập với tổng diện tích đất cho thuê đạt 4000 ha/7000 ha đất công nghiệp cho thuê, diện tích đất còn lại là 3000 ha1 Sự phát triển của các KCX – KCN đã thu hút vốn đầu tư lên đến 9.043 tỷ USD; kim ngạch xuất khẩu tính năm 2015

là 46 tỷ USD tạo môi trường làm việc cho 280.778 người lao động thúc đẩy nền kinh tế tại Tp HCM phát triển, đứng đầu về mức bình quân GPD trên đầu người gấp gần 3 lần mức bình quân cả nước2 Tuy nhiên, xã hội ngày càng phát triển, công nghiệp hóa càng nhanh, tỷ lệ chất thải nguy hại từ sản xuất công nghiệp và những ảnh hưởng bất lợi do các hoạt động của con người tác động vào môi trường ngày càng tăng nhanh Tính đến năm 2015, lượng nước thải công nghiệp các KCN/KCX trên địa bàn Tp HCM thải ra bình quân 44.500 m3/ngày trên tổng công suất thiết kế của các trạm XLNT là 75.500 m3/ngđ3 “Sự gia tăng nước thải từ các KCN trong những năm gần đây là rất lớn Tốc độ gia tăng này cao hơn nhiều so với sự gia tăng tổng lượng nước thải chung toàn quốc Lượng nước thải phát sinh từ các KCN vùng Đông Nam Bộ lớn nhất trong

06 vùng kinh tế cả nước (chiếm khoảng 50%)” (Bộ Tài nguyên và Môi trường, 2012)

Số lượng KCN có hệ thống xử lý nước thải vẫn đang ở mức trung bình (50-60%), hơn nữa, 50% trong số đó vẫn chưa hoạt động hiệu quả làm chất lượng nước kênh rạch bi ̣

ô nhiễm nặng (Bộ Tài nguyên và Môi trường, 2012) Do đó, bên cạnh những đóng góp tích cực về kinh tế, quá trình phát triển công nghiệp nói chung và hệ thống các KCN nói riêng ở Việt Nam đang tạo nhiều thách thức về bảo vệ môi trường và bảo đảm phát triển bền vững

Kim loại nặng tồn tại dưới dạng các ion hòa tan như Cd, Cr, Cu, Ni, Hg, As, Pb và Zn từ các ngành công nghiệp nặng, đặc biệt các ngành hóa chất, luyện kim, xi mạ, sản xuất

ắc quy, các linh kiện điện tử, công nghệ kỹ thuật cao, đang là một trong những vấn đề cần quan tâm giải quyết Chất thải công nghiệp và khí thải có chứa các chất độc hại, hầu hết gây hại cho sức khỏe con người (Jimena và cộng sự, 2008; Ogunfowokan và cộng sự, 2005; Rajaram và cộng sự, 2008) “Kim loại có độ hòa tan cao trong môi trường nước, các kim loại nặng có thể hấp thụ bởi các sinh vật sống Một khi chúng thâm nhập vào chuỗi thực phẩm, nồng độ lớn các kim loại nặng có thể tích lũy trong cơ

Trang 20

thể con người Nếu các kim loại vào cơ thể vượt quá nồng độ cho phép, chúng có thể gây ra rối loạn sức khỏe nghiêm trọng” (Babel và Kurniawwan, 2004) Vì vậy, việc xử lý thích hợp và hiệu quả kim loại nặng trong chất thải nhằm hạn chế và loại trừ các tác động bất lợi đến môi trường và sức khỏe cộng đồng là rất cần thiết

Trên thực tế, khó có phương pháp nào có thể đáp ứng đầy đủ tất cả những yêu cầu trên Thông thường mỗi phương pháp chỉ giải quyết được một phần của yêu cầu đó

Do đó, tùy theo điều kiện kinh tế, kỹ thuật và yêu cầu xử lý cụ thể để lựa chọn phương pháp thích hợp Một số phương pháp tách kim loại nặng ra khỏi nước thải có thể kể đến như điện phân, thẩm thấu ngược (Kryvoruchko và cộng sự, 2004; Ujang và Anderson, 1998) và một số nghiên cứu trên vật liệu hấp phụ sinh học (Aksu và Donmez, 2001; Bhattacharyya và Sharma, 2004; Evans và cộng sự, 2002; Tarley và Aruda, 2004; Kapoor và Viraraghavan, 1998), quá trình trao đổi ion và quá trình kết tủa kim loại được phát triển để loại bỏ kim loại nặng từ nước thải công nghiệp Bên cạnh những ưu điểm, mỗi phương pháp kể trên bộc lộ một số nhược điểm như không thể loại bỏ triệt để kim loại nặng, tiêu tốn năng lượng cao và sinh ra bùn nguy hại (Eccles, 1999) Nước thải từ các KCX - KCN, đặc biệt từ các nhà máy sản xuất linh kiện điện tử, luyện kim, có thể chứa hàm lượng kim loại nặng cao và cần có giải pháp công nghệ thích hợp để xử lý sơ bộ trước khi xả vào Trạm xử lý nước thải tập trung của KCN-KCX hoặc xử lý triệt để trước khi xả vào nguồn tiếp nhận

Công nghệ mạ là một trong những lĩnh vực công nghệ làm thay đổi bề mặt vật liệu

Khoảng 60 - 70% lượng Niken được sử dụng để phủ bề mặt kim loại khác hay chế tạo

hợp kim Hợp chất Niken (Ni) là kim loại thường xuất hiện trong nước thải công nghiệp của một số nhà máy luyện kim và hóa chất (Volesky và Schiewer, 2000) Kể đến trong nghiên cứu này, đối với nước thải của Công ty TNHH Công nghiệp Á Châu đang cần một giải pháp công nghệ để loại bỏ tối đa nồng độ kim loại Niken và Sắt cao trong nước thải Hiện tai, nước thải tại cở sở sản xuất xi mạ của Công ty TNHH Công nghiệp Á Châu xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học sử dụng hóa chất là NaOH nhưng hệ thống chưa đạt hiệu quả cao để đáp ứng xả thải vào ống tiếp nhận chung của KCX Tân Thuận Nên nước thải có mức độ ô nhiễm cao gây ô nhiễm môi trường nước nghiêm trọng Do đó, đề tài đã thực hiện nghiên cứu để tìm ra biện pháp xử lý phù hợp, góp phần vào quá trình xử lý nước thải và công tác quản lý nguồn thải để bảo vệ môi trường nói chung và kiểm soát được chất lượng xả thải của KCX Tân Thuận nói riêng

Cho đến nay, phương pháp kết tủa được nghiên cứu, áp dụng để xử lý cục bộ các loại nước thải xi mạ trước khi xả vào Trạm xử lý nước thải tập trung để tiếp tục được xử lý triệt để hoặc xử lý triệt để trước khi xả vào nguồn tiếp nhận

Nghiên cứu tập trung đánh giá khả năng áp dụng phương pháp kết tủa kim loại để tách

Ni2+, Fetổng ra khỏi nước thải xi mạ, cụ thể là Công ty TNHH Công nghiệp Á Châu vì những lý do sau: (1) đây là phương án kỹ thuật xử lý đơn giản, dễ thao tác, có thể áp

dụng rộng rãi ở các cơ sở sản xuất; (2) thời gian xử lý nhanh; (3) hóa chất sẵn có trên thị trường; (4) có khả năng xử lý cùng một lúc nhiều kim loại nặng dưới dạng kết tủa

Trang 21

hydroxyt hoặc các muối ít tan; (5) xử lý được nước thải đối với các nhà máy có quy mô lớn

1.2 MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

 Ảnh hưởng của liều lượng;

 Ảnh hưởng của thời gian phản ứng

- Đề xuất phương án ứng dụng kết quả nghiên cứu vào thực tế tại Công ty TNHH Công nghiệp Á Châu

1.3 GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI

Nước thải được lựa chọn để thực hiện đề tài nghiên cứu là nước thải phát sinh từ Công

ty TNHH Công nghiệp Á Châu Các thí nghiệm được thực hiện ở quy mô phòng thí nghiệm sử dụng hóa chất sẵn có trên thị trường Tp Hồ Chí Minh Mô hình thí nghiệm được đặt tại Phòng thí nghiệm của Trạm xử lý nước thải tập trung Khu chế xuất Tân Thuận, Quận 7

1.4 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN

Nghiên cứu góp phần khẳng đi ̣nh khả năng ứng dụng hiệu quả quá trình kết tủa trong xử lý nước thải có chứa kim loại nặng, đặc biệt là Ni2+ và Fetổng và xác đi ̣nh những điều kiện tối ưu đối với nước xi mạ được nghiên cứu Kết quả nghiên cứu được ứng dụng cụ thể tại Công ty TNHH Công nghiệp Á Châu nhằm nâng cao hiệu quả xử lý nhờ tối

ưu hóa điều kiện của quá trình và có thể áp dụng cho những cơ sở sản xuất cùng loại hình công nghiệp

Trang 22

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN

2.1 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI NGÀNH XI MẠ

Hiện nay, công nghiệp xi mạ đã trở thành một trong những ngành phát triển mạnh mẽ trên thế giới Ở Việt Nam, các ngành công nghiệp phụ trợ đang được chú trọng đầu tư phát triển, trong đó có ngành công nghiệp gia công, sơn kim loại, hay gọi là công nghiệp xi mạ4

Công nghệ mạ là một trong những lĩnh vực công nghệ làm thay đổi bề mặt vật liệu Xi

mạ là kỹ thuật quan trọng và được sử dụng phổ biến nhất hiện nay, được ứng dụng để trang trí, làm tăng khả năng chịu mòn, tăng độ cứng của bề mặt, bảo vệ kim loại, chống

ăn mòn kim loại, đảm bảo chất lượng sản phẩm làm cho chi tiết có được tính chất cơ lý tốt hơn như tăng độ cứng bề mặt, chống ăn mòn, tăng tính thẩm mỹ, (Nguyễn Văn Lộc, 2005) Ngành công nghiệp xi mạ có các hình thức mạ khác nhau như: mạ điện, mạ hóa học, mạ nhúng nóng5

- Mạ điện là phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay, là quá trình điện hóa cực catot Bề mặt kim loại làm catot trong một bình điện phân dùng nguồn điện một chiều từ bên ngoài Dung dịch mạ là anot chứa các ion kim loại cần mạ Các ion kim loại này tham gia phản ứng catot và bị khử điện hóa thành kim loại điện kết tủa lên

bề mặt cần xử lý

- Mạ hóa học là phương pháp dựa trên cơ sở khử hóa học, ion kim loại được khử thành kim loại từ dung dịch muối của nó bằng các chất khử Điện tử cần thiết cho quá trình khử được cung cấp bởi các chất khử hóa học Niken (Ni) và đồng (Cu) thường là hai kim loại được sử dụng trong kĩ thuật mạ này

- Mạ nhúng nóng là quá trình mà trong đó vật liệu cần đi qua bể chứa kim loại (kim loại nguyên chất) Bể này được nấu nóng chảy ở nhiệt độ cao Kết quả là kim loại

mạ sẽ bám trên bề mặt vật liệu cần mạ

Ngày nay, nước ta đang tập trung phát triển các ngành công nghiệp phụ trợ, trong đó

kỳ vọng đặc biệt vào ngành gia công kim loại Nước thải công nghiệp có chứa kim loại nặng được sản xuất từ các ngành công nghiệp khác nhau Quá trình mạ điện và xử lý

bề mặt kim loại tạo ra một lượng lớn đáng kể các chất thải chứa các kim loại nặng (như Cadimi, Kẽm, Chì, Crom, Niken, Đồng, Vanadium, Bạch kim, Bạc và Titan) từ nhiều ứng dụng khác nhau (John H Duffus, 2002) Do vậy, tăng cường sử dụng kim loại và hóa chất trong các ngành công nghiệp đã dẫn đến phát sinh một lượng lớn các chất thải, chất cặn và bùn thải có thể được phân loại là chất thải độc hại đòi hỏi phải xử lý chất thải nghiêm ngặt (Sorme và Lagerkvist, 2002) Nếu không được xử lý nước thải sẽ

4 http://khoahocmoi.vn/he-thong-xu-ly-nuoc-thai/xu-ly-nuoc-thai-nganh-xi-ma-225.html

5 http://khoahocmoi.vn/he-tho4ng-xu-ly-nuoc-thai/xu-ly-nuoc-thai-nganh-xi-ma-225.html

Trang 23

trầm tích và ô nhiễm đất (Fakayode và Onianwa, 2002; Fakayode, 2005).Nguồn nước thải từ khâu sản xuất của các xí nghiệp rất đa dạng và phức tạp, phụ thuộc vào loại hình sản xuất, dây chuyền công nghệ, thành phần nguyên vật liệu, chất lượng sản phẩm,… Quy trình mạ điện thông thường được biểu diễn như trên Hình 2.1 (Trần Minh Hoàng, 2001)

Hình 2.1 Quy trình mạ điện và các nguồn thải gây ô nhiễm (Trần Minh Hoàng, 2001)

Nhìn chung, các công đoạn của quy trình mạ điện đều thải ra nhiều chất thải đi cùng với nước thải Áp dụng kiểm toán chất thải công nghiệp cho thấy một lượng lớn hóa chất độc hại tham gia dây chuyền sản xuất nên dòng thải qua mỗi công đoạn đều có tính chất hóa học khác nhau (Đinh Thị Huyền Nhung, 2012) Nước thải từ khâu sản xuất trong các xí nghiệp thường chia làm 2 loại: nguồn thải từ quá trình xi mạ và quá trình làm sạch bề mặt chi tiết

Nước thải từ quá trình làm sạch bề mặt

Trước khi mạ, bề mặt cần phải bằng phẳng, sắc nét, bóng và tuyệt đối sạch các chất dầu mỡ, màng oxit, như vậy lớp mạ mới có độ bám tốt, không xước, không sần sùi, bóng sáng đều và đồng nhất Để sản phẩm có được lớp mạ bóng sáng, trước khi đem phôi đi mạ phủ kim loại cần phải qua các công đoạn gia công bề mặt như: mài thô, mài tinh, đánh bóng, quay bóng, tẩy dầu mỡ, tẩy gỉ Các công đoạn trong quá trình làm sạch bề mặt phôi mạ đều có thể gây ô nhiễm môi trường, trong đó công đoạn mài thô

và mài tinh không sinh ra nước thải mà chỉ tạo ra bụi bột mài, bụi kim loại ảnh hưởng

Vật mạ, phôi mạ

Mạ phủ kim loại

Môi trường tiếp nhận

Mài thô, mài tinh

M ạ Niken: Nước thải chứa niken, acid boric, H 2 SO 4 ,…

M ạ Kẽm: Nước thải chứa Zn, chất hoạt động bề mặt, CN

-Mạ Crom: acid cromic, acid sunfuaric,…

M ạ Đồng: Nước thải chứa muối vô cơ, muối amoni, CN

-Bụi kim loại, bụi bột mài, SiO 2 ,…

Bột kim loại, oxit kim loại

Chất thải hữu cơ, hơi dung môi, cặn kim loại Nước thải có độ acid hoặc độ kiềm cao Nước thải chứa acid, hơi acid

Trang 24

trực tiếp đến người lao động Nước thải sinh ra chủ yếu ở các công đoạn (Trần Minh Hoàng, 2001):

- Quay bóng ướt: khi quay bóng tạo ra bột kim loại, acid sunfuaric và các chất hoạt động bề mặt Các chất này bị cuốn trôi và hòa tan vào nước nên nước thải ra chứa acid, cặn kim loại

- Tẩy dầu mỡ: thường sử dụng kiềm hoặc dùng chất tẩy rửa kim loại (Na2CO3, NaOH,

Na3PO4, Na2SiO2,…) Nước thải có chứa dầu mỡ, dung môi hữu cơ, cặn kim loại và

có độ acid và kiềm cao

- Tẩy gỉ: dung dịch acid (HCl, H2SO4) và nước rửa trong công đoạn này tạo ra một lượng lớn nước thải

Nước thải từ quá trình mạ

Dung dịch trong bể mạ có thể bị rò rỉ, rơi vãi hoặc bám theo các giá mạ và các chi tiết

ra ngoài Các bể mạ sau một thời gian vận hành cần phải được vệ sinh và do đó làm phát sinh lượng nước thải tuy không nhiều nhưng chất ô nhiễm đa dạng, nồng độ chất

ô nhiễm cao (như Cr6+, Ni2+, CN-, Zn2+, …)6 Các số liệu Hình 2.1 cho thấy nồng độ các thành phần ô nhiễm nước thải sản xuất ngành công nghiệp mà điện

Bảng 2.1 Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải công nghiệp mạ điện tại Công ty Công

Nguồn: Đông Thu Vân, 2011

Nước rửa chi tiết sau mạ

Chi tiết sau mạ được mạ được rửa bằng nước sạch để loại bỏ các dung dịch mạ còn dính lại Nước thải công đoạn này chứa kim loại nặng có trong dung dịch mạ7 như được thể hiện trong Bảng 2.1

Từ các khâu sản xuất kể trên, nước thải xi mạ có thể tách riêng thành ba dòng riêng biệt dựa theo thành phần và nồng độ chất ô nhiễm:

- Dung dich thải đậm đặc từ các bể nhúng, bể ngâm;

6 Sở khoa học công nghệ và môi trương Tp Hồ Chí Minh, Sổ tay hướng dẫn xử lý ô nhiễm công nghiệp trong sản xuất tiểu thủ công – Tập 8 Xử lý ô nhiễm ngành mạ điện, (1998)

7 https://www.wattpad.com/434305-ma-tong-hop

Trang 25

- Nước rửa thiết bị có hàm lượng chất bẩn trung bình (muối kim loại, dầu mỡ và xà phòng,…);

- Nước rửa loãng

Chất gây ô nhiễm tồn tại trong nước thải xi mạ có thể chia làm các nhóm sau:

- Chất ô nhiễm độc như CN-, Cr6+, Ni,…

- Chất ô nhiễm làm thay đổi pH như dòng thải acid và kiềm

- Chất ô nhiễm hình thành cặn lơ lửng như hydroxit, cacbonat và photphat

- Chất ô nhiễm hữu cơ như dầu mỡ,…

Trong quá trình sản xuất, gia công thải ra một lượng nước thải nhiễm bẩn kim loại, các ngành công nghiệp có chứa kim loại nặng như Cd, Cr, C, Ni, As, Pb và Zn là những ngành nguy hiểm nhất trong số các ngành công nghiệp sử dụng nhiều hóa chất (John

H Duffus, 2002) Nước thải của ngành xi mạ phát sinh độc chất tiêu diệt các sinh vật phù du, gây bệnh cho cá và biến đổi các tính chất lý hóa của nước, tạo ra sự tích tụ sinh học đáng lo ngại theo chuỗi thức ăn (Đặng Thị Thơm, 2008) Nước thải sinh ra trong quá trình xi mạ kim chứa hàm lượng độc chất cao nên mức độ ảnh hưởng đến môi trường và sức khỏe cộng đồng là đáng kể Ngoài ra, sự có mặt của kim loại còn ảnh hưởng đến đường ống dẫn nước, nước mặt, nước ngầm Mặc khác, do các quá trình xà phòng hóa tạo vách ngăn của quá trình thoát nước và thâm nhập của oxy không khí vào nước thải, cản trở quá trình làm sạch gây ăn mòn, xâm thực hệ thống cống rãnh, ảnh hưởng đến chất lượng cây trồng, vật nuôi, canh tác nông nghiệp, làm thoái hóa đất do sự chảy tràn và thấm của nước thải (Bùi Thị Bích, 2015) Các ion kim loại khi thâm nhập vào bùn trong các mương thoát nước còn ức chế hoạt động của các

vi sinh vật kị khí làm mất khả năng hoạt hóa của bùn (Đinh Thị huyền Nhung, 2012)

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, (Doãn Văn Kiệt, 2010) Do vậy, vấn đề xử lý kim loại nặng trong nước thải xi mạ đặt ra

là hết sức cần thiết và cần được giải quyết triệt để Các phương pháp công nghệ lựa chọn xử lý cần đảm bảo nghiêm ngặt chất lượng môi trường theo tiêu chuẩn quy định

Trong khuôn khổ của đề tài này chỉ chú trọng vào tính chất gây ô nhiễm môi trường của nước thải xi mạ do độc tính Niken và Sắt của các nhà máy cụ thể tại KCX Tân Thuận Tại các đơn vị sản xuất xi mạ đều được lắp đặt hệ thống xử lý nước thải cục bộ với tiêu chuẩn quy định nghiêm ngặt trước khi xả vào ống thoát nước thải chung đến nhà máy

xử lý nước thải tập trung của KCX Tân Thuận để xử lý đảm bảo đạt QCVN 40:2011/BTNMT, cột B (với Kq = 0,9; kf = 0,9) Theo quy đi ̣nh của KCX Tân Thuận, nồng độ kim loại nặng trong nước thải của cơ sở sản xuất phải giới hạn đạt QCVN 40:2011/BTNMT cột B, cụ thể nồng độ Ni = 0,5 mg/l và Fetc = 5 mg/L riêng các chỉ tiêu

cơ bản COD, BOD5, TSS, nito tổng, amoni và photpho tổng được nới rộng giới hạn tiếp nhận vào ống thải chung của KCX kể đến trong nghiên cứu này là chỉ tiêu TSS = 200 mg/L Quy chuẩn trong Hình 2.2 quy định giá trị tối đa cho phép của các thông số ô nhiễm trong nước thải công nghiệp khi xả vào nguồn tiếp nhận

Trang 26

Bảng 2.2 Quy định tiêu chuẩn xả thải và giới hạn tiếp nhận nước thải của các Doanh nghiệp

trong KCX Tân Thuận

STT Thông số Đơn vị tiếp nhận KCX Tiêu chuẩn tiếp nhận Giới hạn QCVN 40/2011/ BTNMT, cột B

Trang 27

2.2 KIM LOẠI TRONG NƯỚC THẢI VÀ CƠ CHẾ ẢNH HƯỞNG GÂY ĐỘC CỦA KIM LOẠI NẶNG LÊN TẾ BÀO

Có rất nhiều định nghĩa khác nhau về kim loại nặng, một số dựa trên mật độ, trọng lượng nguyên tử hoặc một số về tính chất hóa học hay độc tính (John H Duffus, 2002) Kim loại nặng là những kim loại có khối lượng riêng dao động trong khoảng 3,5 - 7,0 g/cm3 được sử dụng từ năm 1936–19968 Tuy nhiên, trong những năm gần đây, các nhà khoa học cho rằng những kim loại có khối lượng riêng từ 3,0 g/cm3 đến 7,0 g/cm3

cũng được xem là kim loại nặng9 Các kim loại nặng được thể hiện trong Hình 2.2

Hình 2.2 Các kim loại nặng (Huỳnh Trường Giang, 2011)

“Kim loại hiện diện với lượng ít hơn 100 phần triệu (100 µg/g), được gọi là kim loại vết

và được gọi là thiết yếu khi: (1) hiện diện trong bộ phận khỏe mạnh; (2) xuất hiện trong

tế bào khi mới sinh ra; (3) có sự cân bằng tự nhiên trong máu; (4) điều khiển quá trình bài tiết; (5) biết được chức năng sinh học Như vậy, hầu kết kim loại nặng là kim loại

vết, trong số đó, một số đã được biết chức năng sinh học, một số chưa rõ” (Huỳnh Trường Giang, 2011)

Kim loại nặng có khả năng hòa tan cao và có pH thấp hoặc trung tính Những kim loại nặng có mặt ở nồng độ rất thấp vì độ hòa tan cao nhưng có thể phản ứng dễ dàng với các sinh vật sống và tích lũy trong cơ thể

Kim loại nặng từ các quá trình công nghiệp là mối quan tâm lớn vì nước thải sau quá trình sản xuất có thể gây ngộ độc mãn tính ở động vật thủy sản (Ellis, 1989) Hầu hết các kim loại tồn tại trong nước ở dạng ion Độc tính của kim loại nặng đối với sức khỏe con người và động vật đặc biệt nghiêm trọng do sự tồn tại lâu dài và bền vững trong môi trường Có ít nhất 20 kim loại được phân loại là độc hại và một nửa trong số này được thải vào môi trường với số lượng gây ra rủi ro đối với sức khỏe con người (Kortenkamp và cộng sự, 1996) Các thành phần kim loại nặng ảnh hưởng rất lớn tới quá trình sinh trưởng và phát triển của con người, động và thực vật Trong khi một số kim loại nặng hoàn toàn độc hại không có vai trò của tế bào (Shi và cộng sự, 2002), kim loại khác thì rất cần thiết cho sự sống ở nồng độ thấp, nhưng trở nên độc hại ở nồng độ cao (Badar và cộng sự, 2000) Nếu các kim loại được ăn vào vượt quá nồng độ cho phép, chúng có thể gây rối loạn sức khỏe nghiêm trọng (Babel và Wan, 2004) Quá trình này bắt đầu với nồng độ thấp của các kim loại nặng tồn tại trong nước hoặc trong cặn lắng rồi sau đó được tích tụ trong các loài thực vật và động vật sống dưới nước và được luân chuyển dần qua các mắt xích của chuỗi thức ăn, cuối cùng đến sinh vật bậc

8 http://uv-vietnam.com.vn/NewsDetail.aspx?newsId=1334

9 http://uv-vietnam.com.vn/NewsDetail.aspx?newsId=1334

Trang 28

cao là con người (Vũ Văn Tùng, 2011) Khi đó, nồng độ cao của tất cả các kim loại gây

ức chế nặng hoạt động của các enzyme nhạy cảm, có thể làm hỏng màng tế bào, thay đổi đặc hiệu của enzyme, phá vỡ các chức năng của tế bào và làm hư cấu trức của AND, gây ung thư,… (Koropatnick và Leibbrandt, 1995) Độc tính của các kim loại nặng xảy ra thông qua các dịch chuyển các kim loại thiết yếu từ các vị trí liên kết và tương tác giữa các chất trong tế bào Ngoài ra, độc tính có thể xảy ra do sự thay đổi cấu trúc của các axit nucleic, protein và sự cân bằng thẩm thấu (John H Duffus, 2002) Một khi kim loại nặng thâm nhập vào chuỗi thức ăn, nồng độ lớn các kim loại không thể phân hủy và có xu hướng tích lũy trong cơ thể và gây ra nhiều bệnh tật và rối loạn chức năng trong cơ thể (Babel và Kurnia wan, 2004) Do đó, khi có nồng độ kim loại nặng đáng kể trong nước thải có thể gây ra những ảnh hưởng xấu đến sức khỏe (David M Ayres, Allen P Davis và Paul M Gietka, 1994) Ion kim loại độc hại gây khó chịu về thể chất và sức khỏe đe dọa sự sống của cơ thể và môi trường (Malik, 2004) Khi nước thải có chứa các kim loại ô nhiễm được tiếp xúc với môi trường, chúng có thể gây thiệt hại sinh thái nghiêm trọng và đôi khi vĩnh viễn (Micera và Dessi, 1988) Vì vậy, nghiên cứu loại bỏ kim loại trong nước thải là cần thiết để xử lý nước thải kim loại bị ô nhiễm trước khi xả ra môi trường

Niken

Hàm lượng Niken trong vỏ trái đất chiếm khoảng 0,0015% (Phạm Luận, 2004) Trong

tự nhiên, Niken thường tồn tại dưới dạng Ni2+, dạng phức xianua và dạng ít tan sunfua, cacbonat, hydroxit Trong nước sinh hoạt và nước tự nhiên thường không có Ni hay nếu có chỉ là lượng vết Khoảng 60 -70% lượng Niken được sử dụng để phủ bề mặt kim loại khác hay chế tạo hợp kim Hợp chất Niken thường được sử dụng trong nước thải công nghiệp của một số nhà máy luyện kim và hóa chất có dùng Niken (Volesky và Schiewer, 2000) Bụi khí thải của các cơ sở sử dụng than đá cũng có chứa Niken, sau

đó được lắng đọng xuống đất và tích tụ trong nước mặt Độ hòa tan của muối Niken nhìn chung khá cao, khả năng thủy phân thấp, độ hòa tan tối thiểu nằm trong vùng pH

= 9 Niken là kim loại có tính linh động cao trong môi trường nước, có khả năng tạo phức bền với các hợp chất hữu cơ tự nhiên và tổng hợp Niken được tích tụ trong các chất sa lắng, trong cơ thể thực vật bậc cao và một số loại thủy sinh (Ellis,1989)

Niken là nguyên tố có độc tính với con người và động vật Niken xâm nhập vào cơ thể con người qua đường ăn uống, da, mắt và hô hấp Tiếp xúc lâu dài với Niken gây hiện tượng viêm da, mắt và có thể xuất hiện dị ứng ở một số người Khi bị nhiễm độc Niken, các enzim mất hoạt tính, cản trở quá trình tổng hợp protein cơ thể Cơ thể bị nhiễm độc chủ yếu qua đường hô hấp, gây các triệu chứng khó chịu, buồn nôn, đau đầu Nếu tích lũy Niken trong cơ thể với nồng độ cao có thể dẫn đến ung thư gan, ung thư tuyến tiền liệt, rối loạn tim mạch, những khiếm khuyết khi sinh con (Babel và Kurniawan, 2003) Tác hại của việc nhiễm độc bởi Niken có thể gây ra các triệu chứng như nhức đầu, choáng váng, dị ứng trên da, (Hoàng Nhâm, 2003) Kim loại và các hợp chất vô cơ của Niken xâm nhập qua đường hô hấp có thể gây bệnh kinh niên Hợp chất nikencacbonyl có độc tính cao (hơn khí CO 100 lần) Những nghiên cứu cho thấy độc tính cao của nikencacbonyl thể hiện dưới dạng hạt nhỏ, mịn lắng đọng trong phổi, ở điều kiện ẩm của dịch phổi gây kích ứng sung huyết và phù nề phổi

Trang 29

Sắt

Sắt là kim loại trắng bạc, tồn tại trong các hợp chất sắt II hoặc sắt III, thường tan trong nước dưới dạng bicacbonat và hydroxit Hàm lượng sắt cao sẽ làm cho nước có màu vàng và mùi tanh khó chịu Sắt có trong tế bào và là chất cần thiết để duy trì hoạt động của hệ miễn dịch, duy trì các cơ bắp và điều chỉnh sự phát triển của tế bào Tuy nhiên, hấp thụ nồng độ sắt quá cao sẽ gây nhiễm độc sắt và làm tổn hại tế bào của các cơ quan quan trọng trong cơ thể như tim, gan, bộ máy tiêu hóa, tồn thương động mạch10… Triệu chứng mới nhiễm độc có thể gây mệt mỏi, yếu sức, đau bụng, đau khớp (Vũ Thị

Hà Mai, 2014) Nếu tích trữ sắt quá lâu sẽ phá hủy cấu trúc tế bào, trầm trọng hơn gây các bệnh kinh niên như bênh Alzheimer, bệnh Parkinson, xơ vữa động mạch vành, bệnh đái tháo đường, bệnh viêm khớp, ung thư vú,… (Đông Thu Vân, 2011)

Crom

Crom là kim loại màu trắng ánh bạc, rất cứng Trong tự nhiên không có Crom ở dạng đơn chất, chỉ tồn tại ở dạng hợp chất (chiếm 0,03% khối lượng vỏ Trái Đất) Hợp chất phô biến nhất của crom là quặng FeO.Cr2O311 Crom xâm nhập vào nguồn nước từ nước thải các nhà máy công nghiệp nhuộm len, công nghiệp mạ, thuộc da, sản xuất đồ gốm, chất nổ, xử lý bề mặt, thuộc da và tẩy trắng (Volesky và Schiewer, 2000) Crom

có cả hai đặc tính có lợi và bất lợi Hai trạng thái oxy hóa ổn định của crom tồn tại trong môi trường, Cr(III) và Cr(VI), có nhân sinh độc tính, linh động Cr(III) là điều cần thiết trong chế độ dinh dưỡng của con người (đặc biệt trong quá trình chuyển hóa glucose), trong khi Cr(III) tương đối vô hại và bất động, Cr(VI) di chuyển dễ dàng qua đất và môi trường nước, là chất oxy hóa mạnh có khả năng hấp phụ qua da (Park và Jung, 2001) Hàm lượng Crom trong nước uống tối da chỉ cho phép 0,05 µg/l Nhìn chung, crom xâm nhập vào cơ thể theo ba con đường hô hấp, tiêu hóa và qua da Nếu Cr3+ chỉ hấp htu 1% thì lượng hấp thu của Cr6+ lên tới 50% Crom hào tan trong máu ở nồng độ 0,001 mg/l, sau đó chuển vào hồng cầu và hòa tan với tốc độ nhanh từ 10 – 20 lần12 , từ hồng cầu crom chuyển vào các cơ quan nội tạng, một phần bị giữu lại trong đó, một phần thải ra ngoài qua nước tiểu nhưng phải mất vài tháng đến vài năm Các bệnh thường gặp khi tiếp xúc với Crom (Babel và Kurniawan, 2003):

- Khi tiếp xúc qua da: Crom và các hợp chất của crom chủ yếu gây ra các bệnh ngoài

da như viêm da, gây hiện tượng dị ứng có thể dẫn đến tràm hóa

- Khi xâm nhập qua đường hô hấp: gây bệnh yết hầu, viêm phế quản, viêm thanh quản, loét viêm mạc mũi Khi ở dạng CrO3 hơi hóa chất này gây bỏng nghiêm trọng cho hệ hô hấp

- Nhiễm độc crom còn có thể bị ung thư, gây độc cho hệ thần kinh và tim Công nhân tiếp xúc thường xuyên với muối Cromat có khả năng nhiễm bệnh ung thư phổi cao hơn người bình thường

10 http://thucduong.vn/forums/index.php?showtopic=1128

11 http://hoa.hoctainha.vn/Thu-Vien/Ly-Thuyet/2597/crom

12 https://congnghehoahoc.wordpress.com/2012/03/04/crom/

Trang 30

Đồng

Một lượng nhỏ đồng là rất cần cho động vật và thực vật, bởi đồng là thành phần quan trọng cho các enzym: oxidaza, tirozinaza, citocrom và galactoza Sự tồn tại đồng trong nước kìm hãm sự sinh trưởng của tảo ngay cả ở nồng độ thấp Thực vật mẫn cảm với đồng hơn là động vật Nước có nồng độ 1 µg Cu/l đã gây ô nhiễm với thực vật trong khi

đó với cá tới 3 µg Cu/l mới gây độc Trong nước, đồng thường tồn tại dưới dạng các cation hóa trị II hoặc dưới dạng các ion phức với xianua, tactrat Đồng xâm nhập vào nguồn nước thải của các nhà máy công nghiệp điện, luyện kim, chế tạo máy, lọc hóa dầu, thuốc trừ sâu (Volesky và Schiewer, 2000) Độc tính do lượng đồng vượt mức gây hiếm muộn ở người và động vật Các muối đồng gây tổn thương đường tiêu hóa, gan, thận, bệnh Wilson (Babel và Kurniawan, 2003)

Kẽm

Bảng 2.3 Ảnh hưởng của một số kim loại nặng lên cơ thể của một số loài vật

Niken Chuột nhà - Sảy thai, chậm lớn, dị tật ở mắt

Asen Chuột lang - Dị tật ở mắt, thận kém phát triển, quái thai, lòi não

Chuột lang

- Sẩy thai nhiều dị tật;

- Dị tật ở não, mắt, các chi, mặt và đầu

Chì

Chuột nhà Chuột nhắt

Gà con Chuột lang

- Bào thải bị chết;

- Sảy thai nhiều dị tật;

- Chậm lớn, dị tật ở mắt và cổ;

- Dị tật ở đốt sống cùng và mắt, tật nứt đốt sống, quái thai, lòi não

Coban Gà con - Dị tật ở mắt và các chi

Nguồn: Nguyễn Thị Thìn và Tuấn Lan, 2010

Kẽm là nguyên tố vi lượng cần thiết cho cả thực vật và động vật Kẽm đóng vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi chất, là thành phần quan trọng của nhiều enzym (như ancoldehidrogenaza, glutamicdehidrogenaza, lacticdehidro genaza, cacbonic anhidraza ) Trong nguồn nước thiên nhiên hàm lượng kẽm nhỏ hơn 1 µg/l Trong nước uống hàm lượng kẽm dao động từ 0,995 – 1 ppm Khi nồng độ lớn hơn 5 mg/l, nước sẽ có vị khó chịu, nhưng ở nồng độ cao hơn nhiều thì kẽm mới gây độc cho cơ thể Kẽm xâm nhập vào các hệ sinh thái nước thông qua hoạt động khai khoáng, thuốc diệt nấm, công nghiệp sản xuất tơ sợi tổng hợp, công nghiệp mạ điện, sản xuất hợp kim, thuốc nhuộm, dây cáp, phân bón và thuốc bảo vệ thực vật (Volesky và Schiewwer, 2000) ở những vùng bị ô nhiễm kẽm nồng độ Zn trong cơ thể cá gấp hơn

860 lần so với nước ngọt và 6700 lần so với trong nước biển không bị ô nhiễm Các dạng tồn tại của kẽm trong nước là các ion đơn, ion phức với xianua, cacbonat,

Trang 31

sunphua Các muối kẽm hòa tan đều độc, khi bị ngộ độc sẽ cảm thấy miệng có vị kim loại, đau bụng, mạch chậm, co giật (Babel và Kurniawan, 2003) Để nghiên cứu các ảnh hưởng của kim loại nặng lên cơ thể động vật sống, người ta đã làm các cuộc thí nghiệm lên bào thai với các chuột và chim, kết quả thu được như trình bày trong Bảng 2.3 và các kim loại nặng ảnh hưởng đến sự sống con người được liệt kê rõ trong Bảng 2.4

Bảng 2.4 Các kim loại nặng ảnh hưởng đến con người

Asen Viêm da, ung thư nôi tạng, bệnh về mạch máu 0,050 Cadimium Tổn thương thận, rối loạn thận, chất gây ung thư 0,010 Chromium Nhức đầu, tiêu chảy, buồn nôn, gây ung thư 0,050

Niken Viêm da, buồn nôn, hen suyễn mãn tính, ho, gây ung thư 0,200

Chì Dị dạng bào thai, các bệnh về thận, hệ tuần hoàn và hệ thần kinh 0,006 tMercury Viêm khớp dạng thấp, các bệnh về thận, hệ tuần hoàn

Nguồn: Badar và cộng sự, 2000

2.3 HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG DO CÔNG NGHIỆP XI MẠ TẠI VIỆT NAM

Theo các tài liệu thống kê gần đây về hiện trạng môi trường ở nước ta cho thấy hầu hết các nhà máy, cơ sở xi mạ kim loại có quy mô vừa và nhỏ, áp dụng công nghệ cũ lạc hậu, lại tập trung chủ yếu tại các thành phố lớn như Hà Nội, Hải Phòng, Tp HCM, Biên Hòa (Đồng Nai), (Lê Quý An, 2003) Trong quá trình sản xuất, tại các cơ sở này (kể

cả các nhà máy quốc doanh hoặc liên doanh với nước ngoài), vấn đề xử lý ô nhiễm môi trường còn chưa được xem xét đầy đủ hoặc việc xử lý còn mang hình thức do chi phí đầu tư, xây dựng và vận hành các công trình xử lý nước thải khá tốn kém và việc thi hành Luật Bảo vệ Môi trường chưa được nghiêm minh (Đặng Thị Thơm, 2008)

Nước thải từ xưởng xi mạ có và pH dao động trong khoảng rộng từ rất acid (pH = 2 – 3) đến rất kiềm (pH = 10 – 11) Đặc trưng chung của nước thải ngành mạ là có nồng các muối vô cơ và kim loại nặng cao (Trần Minh Hoàng, 2007) Tùy theo kim loại của lớp mạ mà thành phần ô nhiễm trong nước thải có thể chứa 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 xyanua, amoni, cromat, Các chất hữu cơ ít có trong nước thải xi mạ, thành phần chủ yếu là chất tạo bông, chất hoạt động bề mặt, nên BOD5, COD thường thấp và không cần xử lý Thành phần chính cần xử lý là các kim loại nặng như Cr, Ni, Cu, Fe,

Kết quả khảo sát tại một số nhà máy cơ khí cho thấy nồng độ các ion kim loại nặng như crom, niken, đồng, sắt, đều cao hơn nhiều so với quy chuẩn xả thải cho phép (Đặng Thị Thơm, 2008) Tại Tp HCM, Bình Dương và Đồng Nai, kết quả phân tích thành phần nước thải sau xử lý của các nhà máy, cơ sở xi mạ điển hình ở cả 3 địa phương cho thấy hầu hết các cơ sở đều không đạt quy chuẩn xả thải cho phép Điển hình, Công ty Formosa xả nước thải làm ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường sống

Trang 32

Theo tính toán sơ bộ cho thấy sự cố ô nhiễm môi trường do Công ty Formosa gây ra tại khu vực Vũng Áng, Hà Tĩnh chứa độc tố như Phenol, Xyanua kế hợp với hydroxit sắt, tạo thành một dạng phức hỗn hợp theo dòng chảy hải lưu đến Thừa Thiên – Huế làm hải sản và sinh vật biển chết hàng loạt, ảnh hưởng trực tiếp đến hươn 100.000 người dân lao động13 Thiệt hại sản lượng hải sản ven bờ và vùng lộng ước tính khaongr 1.600 tấn/tháng, diện tích nuôi tôm bị chết hoàn toàn là 5,7 ha, có 1.613 lồng nuôi cá bị chết tương đương 140 tấn cá chết, có trên 10 ha nuôi cua bị chết do sự cố môi trường

Vì vậy, Công ty Formosa – Hà Tĩnh hiện tại (28/06/2016) phải nhận trách nhiệm và bồi thường thiệt hại cho dân, hỗ trợ chuyển đổi nghề, phục hồi môi trường biển với tổng số tiền là 11.500 tỉ đồng14vì đã để xảy ra ô nhiễm môi trường nghiêm trọng

Tại cơ sở xi mạ Đinh Phong – Bình Dương đã xả nước thải chưa qua xử lý ra môi trường làm ô nhiễm nghiêm trọng đến nguồn nước sinh họat và ảnh hưởng lớn tới môi trường chung Đặc biệt trong cơ sở này chỉ trong tháng 09 năm 2008, hàm lượng các chất ô nhiễm quá cao đổ trực tiếp ra môi trường không qua xử lý đã làm 11 con bò tử vong sau khi uống phải nước thải của cơ sở này chỉ trong 10 -15 phút sau Vụ việc đã được làm rõ nguyên nhân, kết quả ban đầu cho thấy nước thải cơ sở xi mạ có hàm lượng CN- trong mẫu nước uống khu vực xung quanh lên tới 350 mg/l, vượt quá tiêu chuẩn cho phép tới 5000 lần Do đó, cơ sở đã bị đóng cửa, đình chỉ hoạt động vì gây ô nhiễm nghiêm trọng tới môi trường (Đặng Thị Thơm, 2008)

Lượng nước thải của mạ điện không phải là lớn so với các ngành công nghiệp khác như nước thải của ngành công nghiệp giấy, dệt,… song thành phần và các chất độc hại trong đó là khác lớn nên mức độ ảnh hưởng môi trường và sức khỏe cộng đồng là đáng kể Hơn nữa, các chất độc hại này lại có những biến thiên hết sức phức tạp và phụ thuộc vào quy trình công nghệ cũng như từng công đoạn trong quy trình đó Vì vậy, muốn xử lý đạt hiệu quả cao thì chúng ta cần thu gom, tách dòng theo từng công đoạn, từng trường hợp cụ thể và lựa chọn phương án xử lý thích hợp

HIỆN TRẠNG CÔNG NGHỆ XỬ LÝ XI MẠ TRONG KHU CHẾ XUẤT TÂN THUẬN

Tính đến tháng 05/2014, KCX Tân Thuận đã có 171 đơn vị thuê lại đất triển khai dự án đầu tư, trong đó đã có 170 Công ty đã được cấp giấy phép đầu tư, với tổng số vốn đầu

tư là 1,5 tỷ USD Diện tích đất được thuê khoảng 166 ha (chiếm 85% trong 195 ha đất

có thể cho thuê), chiếm 55,33% tổng diện tích toàn KCX Tân Thuận (300 ha) Hiện nay,

có 146 đơn vị đã đi vào hoạt động và 4 đơn vị hiện đang xây dụng nhà máy trong KCX Ngoài ra, KCX Tân Thuận còn giải quyết việc làm cho khoảng 60.000 lao động trên địa bàn Tp Hồ Chí Minh (Công ty TNHH Tân Thuận, 2016)

Theo thống kê của Công ty TNHH Tân Thuận, trong số 146 đơn vị đang hoạt động có các nhà máy sản xuất có dây chuyền xi mạ được trình bày cụ thể trong Bảng 2.5

13 http://nld.com.vn/thoi-su-trong-nuoc/chinh-phu-su-co-do-formosa-gay-ra-co-hau-qua-nghiem-trong-20160722103443943.htm

14http://tuoitre.vn/tin/chinh-tri-xa-hoi/20160630/hop-bao-cong-bo-nguyen-nhan-ca-chet-o-mien-trung/1127815.html

Trang 33

Bảng 2.5 Các công ty sản xuất xi mạ trong KCX Tân Thuận

Nguồn: Công ty TNHH Tân Thuận, 2016

2.3.1 Hiện trạng công nghệ xử lý nước thải xi mạ tại Công ty TNHH Công nghiệp

Á Châu

Công ty TNHH Công nghiệp Á Châu, tại đường số 12, KCX Tân Thuận, Quận 7, Tp HCM, sản xuất các loại dây chuỗi hạt Công suất hoạt động 25 tấn/tháng Quy trình công nghệ sản xuất đang áp dụng như trình bày trong Hình 2.3

Dây, tấm kim loại

Trang 34

Tương ứng với các sản phẩm Công ty TNHH Công nghiệp Á Châu đã đầu tư các thiết

bị máy móc thích hợp để phục vụ sản xuất Danh mục nhu cầu hóa chất, phụ gia trong sản xuất được trình bày trong Bảng 2.5

Bảng 2.6 Nhu cầu hóa chất, phụ gia trong sản xuất

Nguồn: Công ty TNHH Công nghiệp Á Châu, 2016

Nước thải phát sinh từ hoạt động của Công ty TNHH Công nghiệp Á Châu khoảng 16,2

m3/ngđ Trong đó, nước thải sinh hoạt của cán bộ công nhân viên chiếm 3,24 m3/ngđ

và nước thải từ xưởng sản xuất là 12,96 m3/ngđ

Nước thải sản xuất phát sinh được xử lý dẫn vào hệ thống xử lý nước thải tập trung của Công ty có công suất thiết kế Q = 55 m3/ngđ nhưng hiện tại công suất thực tế xử lý

là 16,2 m3/ngđ để xử lý đạt tiêu chuẩn xả thải quy đinh KCX Tân Thuận trước khi thải ra công chung về Trạm xửa lý nước thải tập trung trong khu

Bảng 2.7 Thành phần nước thải mạ điện sau xử lý tại Công ty TNHH Công Nghiệp Á Châu

Nguồn: Công ty TNHH Công nghiệp Á Châu, 2014

Nước thải sản xuất phát sinh tại nhà máy là nước sử dụng trong khâu nấu dây kim loại trước khi xi, rửa dây sau khi xi Nước thải được thu gom tập trung và xử lý thông qua

hệ thống xử lý nước thải của công ty

Nước thải sản xuất được dẫn theo đường thoát nước riêng đến hầm tiếp nhận vào hệ thống xử lý nước thải Nước thải 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 lắp

Trang 35

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

Hình 2.4 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải của Công ty TNHH Công nghiệp Á Châu

Tại bể keo tụ tạo bông, hóa chất NaOH, CaO được châm vào bể với liều lượng nhất định Hệ thống motor cánh khuấy với tốc độ chậm, dưới tác dụng của hóa chất, các bông cặn được hình thành 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 tự chảy sang bể lắng

Nước thải sau bể lắng qua bể lọc áp lực Bùn được bơm về bể chứa bùn Bùn ở bể chứa bùn được lưu trữ trong khoảng nhất định, sau đó chuyển cho đơn vị 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 Cuối cùng nước thải sau khi

xử lý được bơm vào bể chứa và thải ra cống, dẫn vào trạm xử lý nước thải tập trung của Khu chế xuất Tân Thuận Hiện tại, nước thải sau xử lý của Công ty chưa đạt tiêu chuẩn tiếp nhận xả vào cống chung của KCX nên phải thu phí xử lý hộ nước thải

2.3.2 Hiện trạng công nghệ xử lý nước thải sản xuất xi mạ tại Công ty TNHH ChubuRika Việt Nam

Nguyên liệu của quá trình sản xuất tại nhà máy là các loại bán thành phẩm của ngành

cơ khí chế tạo máy bao gồm các chi tiết trong hộp số ôtô, xe máy, các chi tiết trong máy ảnh kỹ thuật số và chủ yếu là bằng nhôm nguyên chất Thường các chi tiết này có kích thước nhỏ vừa phải và phù hợp, thuận tiện cho quy trình xi mạ bằng công nghệ điện giải

Quy trình sản xuất của cơ sở là quy trình xi mạ bằng công nghệ điện giải Toàn bộ các sản phẩm và phôi nguyên liệu có chất liệu là nhôm nguyên chất, sau quá trình điện giải

bề mặt của các chi tiết sẽ được phủ một lớp nhôm oxit có độ cứng tốt hơn lớp nhôm nguyên chất Cả hai chuyền mạ đều có quy trình sản xuất là như nhau và được mô tả như Hình 2.5

Hiện nay Công ty TNHH ChubuRika Việt Nam có công suất bình quân đạt 58.940.000 sản phẩm/năm tương đương 595,8 tấn sản phẩm/năm đạt 50% công suất thiết kế của

chức năng thu gom, xử lý

Trang 36

Bảng 2.8 Danh mục các nguyên liệu chính phục vụ sản xuất Công ty TNHH ChubuRika Việt

Nam

Nguyên, nhiên, vật liệu Đợn vị tính Lượng sử dụng Nguồn cung cấp

Sunfuric acid (H 2 SO4) 99% kg/tháng 5.000 Việt Nam

Nguồn: Công ty TNHH ChubuRika Việt Nam, 2016

Hình 2.5 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất Công ty TNHH ChubuRika Việt Nam.

Tổng lượng nước thải phát sinh từ Công ty TNHH ChubuRika Việt Nam là 175 m3/ngày bao gồm nước thải sinh hoạt và nước thải sản xuất phát sinh từ dây chuyền xi mạ của

Nguyên liệu bán thành phẩm

Điện phân

Rửa nước Lắp lên gá

Rửa nước

Sấy Bịt lỗ

Nước thải Nước thải

Nước thải Hơi acid

Không đạt

Tháo, kiểm tra

Trang 37

các bể đung dịch hóa chất, bể nước rửa Hiện trang thu gom nước thải tại nhà máy được trình bày như Hình 2.6

Hình 2.6 Sơ đồ quy trình xử lý nước thải của Công ty TNHH ChubuRika Việt Nam

Nước thải sản xuất phát sinh từ Công ty TNHH ChubuRika Việt Nam có tính acid, giá trị

pH thấp, COD không cao

Bảng 2.9 Thành phần nước thả Công ty TNHH ChubuRika Việt Nam

Nguồn: Công ty TNHH ChubuRika Việt Nam, 2016.

Hệ thống xử lý nước thải của Công ty TNHH ChubuRika Việt Nam được thiết kế với công suất 8 m3/giờ tương đương 192 m3/ngđ

Nước thải xi mạ được chia làm hai nguồn: nước thải acid và nước thải rửa Hai nguồn thải được xả và bơm lên hai bể thu gom riêng biệt

Nước thải từ bể thu gom nước acid và nước thải từ các bể rửa được bơm vào bể phản ứng 1 sau khi trung hòa acid sẽ dẫn sang bể phản ứng 2 để thực hiện quá trình phản ứng và quá trình keo tụ, tạo bông nước thải để loại bỏ các kim loại nặng và làm giảm nồng độ COD trong nước thải

Nước thải sinh hoạt

Cống thoát nước của KCX Tân Thuận

Trạm xử lý nước thải của nhà máy

Nước thải từ hệ thống

XLNT Nước thải xi mạ

Bể tự hoại

Trang 38

Sau quá trình keo tụ và tạo bông, nước thải được dẫn sang bể lắng để loại bỏ các thành phần cặn lơ lửng ra khỏi nước thải và thu ở đáy bể Nước thải sau đó được dẫn

về bể chứa trung gian và sang bể hiếu khí

Tại bể hiếu khí, dưới sự hoạt động của vi khuẩn hiếu khí sẽ phân hủy các chất hữu cơ còn sót lại trong nước thải Nồng độ BOD trong nước thải sẽ giảm đến mức cho phép

xả thải vào hệ thống xử lý nước thải KCX Tân Thuận

Hình 2.7 Sơ đồ quy trình xử lý nước thải của Công ty TNHH ChubuRika Việt Nam

Nước thải acid

Trang 39

Cuối cùng sau khi ra khỏi bể sinh học nước thải sẽ dẫn qua bể lắng cặn sinh học và bể khử trùng thoát ra hệ thống thu gom nước thải của KCX Tân Thuận Bùn thải từ bể khử trùng được tuần hoàn về bể sinh học hiếu khí Lượng bùn dư được bơm về bể chứa

Bùn thải từ bể lắng hóa lý và bể lắng sinh học được dẫn về bể chứa bùn Tại bể chứa bùn, bùn thải được đưa sang máy ép bùn để tách nước, làm giảm độ ẩm của bùn thuận tiện cho việc xử lý bùn ở bước tiếp theo

2.3.3 Hiện trạng công nghệ xử lý nước thải sản xuất xi mạ tại Công ty Cổ phần CX Technology Việt Nam

Công nghệ sản xuất Công ty Cổ phần CX Technology Việt Nam chủ yếu hoạt động dựa trên dây chuyền sản xuất bán tự động và khép kín, thực hiện đồng bộ với nhiều loại máy móc hiện đại Công ty chuyên sản xuất và kinh doanh linh kiện loa và các linh kiện khác Quy trình công nghệ được trình bày trong Hình 2.8

Hình 2.8 Quy trình công nghệ sản xuất bộ phận cảm ứng điện từ

Bảng 2.10 Nhu cầu hóa chất phụ gia cho sản xuất

Trang 40

Nước thải từ Công ty Cổ phần CX Tehnology Việt Nam phát sinh nước thải với các nguồn thải nư sau:

- Nước làm nguội

- Nước thải sau khi qua thiết bị hấp thụ khí

- Nước thải sản xuất

- Nước thải sinh hoạt của công nhân viên

Tổng lượng nước thải phát sinh từ Công ty Cổ phần CX Tehnology Việt Nam là 960

m3/ngày được dẫn vào hệ thống xử lý nước thải tập trung của Công ty có công suất Q

= 1.500 m3/ngày.đêm để xử lý đạt tiêu chuẩn của KCX Tân Thuận để đâu nối vào công chung của Trạm xử lý nước thải tập trung KCX Tân Thuận

Bảng 2.11 Thành phần nước thải sản xuất Công ty Cổ phần CX Tehnology Việt Nam

Nguồn: Công ty Cổ phần CX Tehnology Việt Nam, 2016

Hình 2.9 Sơ đồ hệ thống thoát nước thải tại Công ty Cổ phần CX Tehnology Việt Nam

Tổng công suất xử lý nước thải Công ty Cổ phần CX Technology Việt Nam là 1.500

m3/ngày.đêm Nước thải từ các khu vực thải được phân thành hai loại: Nước thải có nồng độ acid hoặc kiềm trung bình và dung dịch thải nồng độ acid hoặc kiềm cao, thong qua đường ống được đưa đến khu xử lý nước thải Nước thải có nồng độ acid hoặc kiềm trung bình được thải trực tiếp vào bể điều hòa Khi dây chuyền sản xuất thải ra

Nước thải sinh hoạt

Cống thoát nước của KCX Tân Thuận Trạm xử lý nước

thải của nhà máy

Bể tự hoại

Nước thải sản xuất

Hố thu KCX

Định dạng
Số trang	105
Dung lượng	3,08 MB