ĐỒ ÁN KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG Đề tài: Nhận diện, định lượng và đề xuất các giải pháp quản lý dòng thải trong ngành sản xuất mạ điện

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG Đề tài: Nhận diện, định lượng và đề xuất các giải pháp quản lý dòng thải trong ngành sản xuất mạ điện Trung bình cứ mỗi 1m2 sản phẩm cần 60 lít nước để hoàn thành vậy với số lượng sản phẩm như trên thì mỗi ngày xưởng thải ra 21m 3 nước thải Với cách tính Q_(nươc thải sản xuất)=Lượng nước cho một m 2 sản phẩm x tổng diện tích sản phẩm Qua thu thập tài liệu thì tại phân xưởng nhà máy đã từng có hoạt động quan trắc các chỉ số có trong nước thải sản xuất được lấy trong dòng thải sau khi sản xuất. Nước thải sản xuất được cho thoát ra mương thải nội bộ rồi gom về bể xử lý. Kết quả quan trắc trên đo trong một tháng vào thời điểm 2018 ( Số liệu về các chỉ số có ở bảng dưới đây là do quan trắc của nhóm quan trắc Đại Học Bách Khoa) B¶ng 9 : kÕt qu¶ ph©n tích c¸c chØ tiªu mÉu n­íc th¶i C«ng Ty Teayang STt Lần lấy mẫu C¸c chØ tiªu ph©n tÝch n­íc th¶i Q (m3ngµy) PH COD (mgl) N NH3 (mgl) Tæng N (mgl) SS (mgl) VSS (mgl) Cr+6 (mgl) 1 1 20.5 7,4 695 2,73 2,73 13 9 1,1 2 2 20.5 6.99 384 1,70 2,8 28 5 1,14 3 3 21 7,62 902 2,73 5,56 27 2 1,1 4 4 20,8 7,16 614,4 2,73 4,1 18 2 3,1 5 5 20 7,45 789 2,73 6,8 16 5 2,9 6 6 22.3 7,15 863 0 0 24 10 6,6 7 7 21.4 6,81 384 5,46 2,2 31 13 5,55 8 8 21,0 7,62 462 0 6,8 69 37 6,15 9 9 21 7,67 744 0 9,5 28 8 4,35 10 10 21.1 7,2 379,4 3,46 8,2 8 6 4,4 11 11 22 7,58 1384 2,73 15,4 9 4 4,0 12 12 21 7,75 1190 0 0 5 4 4,4 13 13 22.1 7,67 1488 8,42 19,6 12 7 4,95 14 14 20.0 7,94 1116 5,62 14,0 38 31 2,0 Gi¸ trÞ trung b×nh 21,05 7,6 795 2,9 6 19 7,2 3,8 Nhận xét: Đặc trưng ô nhiễm của nước thải phân xưởng mạ crom 2.2.2 Khí Thải và Bụi Bảng 10 : Nguồn phát sinh và các yếu tố gây ô nhiễm môi trường không khí. Nguồn gây ô nhiễm Dòng thải và thành phần chính Tác động đến con người và môi trường Công đoạn mài thô, mài tinh. Bột mài, bụi kim loại, SiO2, Cr2O3. Làm ô nhiễm môi trường không khí trong khu vực sản xuất và khu vực xung quanh. Tác động sinh vật: làm giảm độ tiếp xúc với ánh sáng , khả năng hô hấp của thực vật. khi lắng đọng xuống nguồn nước sẽ làm nhiễm bẩn nguồn nước, có thể đi vào cơ thể động vật và con người qua chuỗi thức ăn. Tác động trực tiếp của bụi thải đối với con người: gây những bệnh về mắt, phổi và da. Quay bóng khô, ướt. Bụi mùn cưa, bột mài, oxit sắt, oxit đồng, oxit crom. Công đoạn tẩy rửa Hơi dung môi, hơi axit, khí hydro, và oxit nito nếu rửa đồng. Công đoạn mạ Hơi axit, hơi dung môi, khí thoát ra từ bể mạ như H2, HCN. Vận chuyển nguyên liệu, sản phẩm. Bụi, khói, các loại khí thải từ quá trình đốt nhiên liệu: NO2, CO, CO2 NOx. 2.2.3 Chất thải rắn Bảng 11 : Các nguồn phát sinh chất thải rắn, thành phần và mức độ tác động. Nguồn gây ô nhiễm Dòng chất thải và thành phần chính Xử lý CTR từ các công đoạn sản xuất Khâu chuẩn bị nguyên liệu CTNH Rác thải khác Không có Bao bì, dây buộc nguyên liệu, hộp đựng các vật mạ như: các chi tiết nhỏ, thiết bị. Các chất thải rắn đều mang tính đặc trưng, nếu xử lý thì chi phí cao nên công ty TNHH quyết định đem sang bên thứ ba nhờ xử lý chất thải có trả phí chứ không xử lý trực tiếp tại công ty Mài thô, mài tinh, quay bóng khô, quay bóng ướt Không có Bao bì đựng vật liệu mài và vật liệu đánh bóng, bao bì hóa chất, các lơ đánh bóng bị hư… Tẩy dầu mỡ, tẩy gỉ Các thùng chứa hóa chất có tính chất độc hại: dư dung môi hữu cơ, acid (HCl, H2SO4,HNO3), xút, các muối (FeSO4, Fe(NO3)2, (NH4)2CS Bao bì đựng xà phòng Quá trình mạ Thùng chứa các dung dịch mạ và các chất phụ gia khác (H3BO3, NaCH3COO, obenzen sunfamit, paratoluen sunfamit…) CTR sinh hoạt Phát sinh từ các khu hành chính, khu ăn uống, vệ sinh của công nhân, cán bộ nhân viên. Thành phần chủ yếu là: giấy, thực phẩm dư thừa, các túi nilon, hộp đựng thức ăn. + Đối với chất thải rắn từ công đoạn sản xuất Chất thải rắn được uớc tính dựa trên hệ số phát thải tinhs trên 1000 đơn vị sản phẩm. Theo tài liệu , hệ số phát thải chất thải rắn trong ngành công nghiệp mạ điện là 0,05kg1000 sản phẩm Vậy lượng chất thải rắn từ sản xuất được tính như sau Lượng chất thải rắn = 0.05x ((300000+320000+250000)1000)= 43.5kgngày + Đối với chất thải rắn từ sinh hoạt Theo thống kê của Aceirivila trong tài liệu đánh giá nhanh về ô nhiễm môi trường do WHO công bố thì lượng chất thải rắn sinh hoạt là 0.5kgngườingày Lượng CTR sinh hoạt = 0.5x180= 90 kgngày Tổng lượng chất thải rắn thải ra trong một ngày = 43.5 + 90 = 133,5 kgngày Chất thải này bao gồm chất thải nguy hại vì một số đồ bảo hộ của công nhân sau khi hư hỏng, hết hạn sử dụng đều dính dầu mỡ, hóa chất mạ điện. Một số thùng sau khi đựng nguyên, nhiên liệu cũng là chất thải nguy hại. 2.2.4 Chất Thải Nguy Hại Bảng 12: chất thải được quy vào là chất thải nguy hại phát sinh từ quy trình sản xuất STT Vấn đề ô nhiềm môi trường Công đoạn Mô tả Mã CTNH 1 Bụi, khí thải, mùi hôi Làm sạch,mài nhắn đánh bóng khô đánh bóng ướt Gỉ hụi kim loại, hơi HCN, hơi axit… 07 02 02 2 Nước thải Làm sạch bề mặt bằng điện hóa, các quá trình mạ Chứa axit, kiềm 07 02 02 Quá trình mạ crom và rửa sau mạ Chứa xyanua CN 07 02 03 Tẩy dầu mỡ và xử lí bề mặt Dầu mỡ 07 02 03 3 Chất thải rắn và chất thải nguy hại Bùn thải xi mạ Bùn thải nguy hại 07 01 08 2.3 Hiện Trạng Xử Lý Dòng Thải Của Phân Xưởng Mạ Crom Theo tìm hiểu, khảo sát thì toàn bộ lượng nước thải của Công ty được xử lý từ hai nguồn chính là nước thải sinh hoạt và nước thải sản xuất. Công ty sau khi xử lý riêng rẽ hai nguồn thải là nước thải sinh hoạt và nước thải mạ điện th

VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG

OOO _

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT

CHUYÊN NGÀNH: QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG

Đề tài: Nhận diện, định lượng và đề xuất các giải pháp quản

lý dòng thải trong ngành sản xuất mạ điện

GVHD: Th.s Võ Thị Lệ Hà

SVTH: Nguyễn Thị Thùy Dung 20174553

Em xin chân thành cảm ơn!

Mục lục

MỞ ĐẦU 6

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 8

1.1 Tổng quan về công nghệ mạ điện trên thế giới và Việt Nam 8

1.1.1 Khái niệm công nghệ mạ điện 9

1.1.2 Giới thiệu quy trình mạ 9

1.1.3 Giới thiệu dây chuyền công nghệ mạ điện 11

1.1.4 Mạ Crom 12

1.2 Các vấn đề môi trường trong công nghệ mạ 15

1.2.1 Nước thải 15

1.2.2 Khí thải và bụi 16

1.2.3 Chất thải rắn 17

1.3.Hiện trạng nước thải mạ tại Việt Nam 17

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU VÀ NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG XỬ LÝ THẢI PHÂN XƯỞNG MẠ ĐIỆN CÔNG TY TNHH TEAYANG 21

2.1 Đối tượng nghiên cứu và phương pháp nghiên cứu 21

2.1.1 Mục tiêu Nghiên Cứu 21

2.1.2 Phương Pháp Nghiên Cứu 21

2.1.2.1 Phương pháp thu thập tài liệu 21

2.1.3 Giới thiệu đối tượng nghiên cứu 22

2.2 Nghiên cứu hệ thống xử lý thải của phân xưởng mạ điện công ty

TNHH Teayang 23

2.2.1 Quy Trình Công Nghệ Mạ Crom Của Công Ty Teayang 23

2.2.2 Nhu Cầu Nguyên Liệu Phân Xưởng Mạ Crom 24

2.2 Các Vấn Đề Môi Trường Của Phân Xưởng Mạ Điện 26

2.2.1 Nước Thải 26

2.2.2 Khí Thải và Bụi 32

2.2.3 Chất thải rắn 32

2.2.4 Chất Thải Nguy Hại 35

2.3 Hiện Trạng Xử Lý Dòng Thải Của Phân Xưởng Mạ Crom 36

2.3.1 Nước Thải 36

2.3.2 Chất Thải rắn 43

2.3.3 Khí Thải và bụi 43

2.3.4 Chất thải nguy hại 44

CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ KHẢ THI CÓ THỂ ÁP DỤNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI MẠ TẠI CÔNG TY TNHH 45

3.1 Các biện pháp kỹ thuật xử lý chất thải 45

3.1.1 Đề xuất hệ thống xử lý nước thải 45

3.1.2 Đề Xuất Xử Lý Khí Thải 47

3.1.3 Đề Xuất Xử Lý Chất Thải Nguy Hại 48

3.2 Các biện pháp quản lý chất thải Biện pháp quản lý chất thải 48

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 51

KẾT LUẬN 51

KHUYẾN NGHỊ: 52

References  Tài liệu tiếng việt 52

 Tài liệu tiếng anh 54

MỞ ĐẦU

Ô nhiễm môi trường nói chung và tình trạng ô nhiễm môi trường do nướcthải công nghiệp nói riêng là một trong những vấn đề quan trọng đặt ra chonhiều quốc gia Cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệp, môi trườngngày càng phải tiếp nhận nhiều các yếu tố độc hại Đặc biệt, trong ngành côngnghiệp mạ, nguồn nước thải có thể chứa một lượng chất độc hại nhất định như:crom, niken, đồng, kẽm, xianua, có khả năng gây ảnh hưởng bất lợi đến môitrường tiếp nhận nếu không có biện pháp xử lý hợp lý

Hiện nay, tại nhiều cơ sở mạ, vấn đề môi trường không được quan tâmđúng mức, chất thải sinh ra từ các quá trình sản xuất và sinh hoạt không được

xử lý trước khi thải ra môi trường nên gây ô nhiễm môi trường trầm trọng Kếtquả phân tích chất lượng nước thải của các cơ sở mạ điện điển hình cho thấy:hầu hết các cơ sở đều không đạt tiêu chuẩn nước thải cho phép, chỉ tiêu kim loạinặng vượt nhiều lần cho phép, thành phần của nước thải có chứa cặn, sơn, dầunhớt, Vì vậy, đầu tư vào công tác bảo vệ môi trường là vấn đề cấp bách củadoanh nghiệp để có thể đảm bảo sự phát triển bền vững trong tương lai củachính doanh nghiệp

Đến nay trên thế giới đã có nhiều phương pháp xử lý nước thải mạ điệnđược đưa ra như: phương pháp trao đổi ion, phương pháp điện hoá, phươngpháp hoá học, phương pháp hấp phụ, phương pháp sinh học,…Tuy nhiên khảnăng áp dụng vào thực tế của các phương pháp này phụ thuộc vào nhiều yếu tố:hiệu quả xử lý của từng phương pháp, ưu nhược điểm, và kinh phí đầu tư, Trên thực tế, đa phần các cơ sở mạ điện đều là các doanh nghiệp vừa và nhỏ nên

sự đầu tư cho xử lý chất thải nói chung và nước thải nói riêng còn nhiều hạnchế Nước thải từ các cơ sở này thường được thải trực tiếp vào môi trường hoặcchỉ được xử lý sơ bộ, kém hiệu quả trước khi xả thải Do đó, việc lựa chọnphương pháp xử lý và thiết kế hệ thống xử lý chất thải thích hợp cho Đề tài: đã

được thực hiện với mục đích đề xuất một hệ thống xử lý với hiệu quả cao và chiphí hợp lý cho doanh nghiệp.

Đề tài sẽ tập trung nghiên cứu một số vấn đề sau:

- Nghiên cứu đặc điểm nước thải

- Nghiên cứu phương pháp xử lý nước thải công nghiệp mạ điện

- Đề xuất hệ thống xử lý phù hợp

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan về công nghệ mạ điện trên thế giới và Việt Nam

Phương pháp mạ điện được phát hiện lần đầu tiên vào năm 1805 bởi nhà hóahọc Luigi V Brugnatelli - tạo một lớp phủ bên ngoài kim loại khác [13] Tuy nhiênlúc đó người ta không quan tâm lắm đến phát hiện của Luigi Brungnatelli mà mãisau này, đến năm 1840, khi các nhà khoa học Anh đã phát minh ra phương pháp

mạ vàng, mạ bạc với xúc tác kali xyanua và lần đầu tiên phương pháp mạ điệnđược đưa vào sản xuất với mục đích thương mại thì công nghiệp mạ chính thứcphổ biến trên thế giới Sau đó là sự phát triển của các công nghệ mạ khác như: mạniken, mạ đồng, mạ kẽm, … Những năm 1940 của thế kỷ XX được coi là bướcngoặc lớn đối với ngành mạ điện bởi sự ra đời của công nghiệp điện tử [13]

Ngày nay, cùng với sự phát triển vượt bậc của ngành công nghiệp hóa chất

và sự hiểu biết sâu rộng về lĩnh vực điện hóa, công nghiệp mạ điện cũng phát triểntới mức độ tinh vi Sự phát triển của công nghệ mạ điện đóng vai trò rất quan trọngtrong sự phát triển không chỉ của ngành cơ khí chế tạo mà còn của rất nhiều ngànhcông nghiệp khác

Xét riêng cho khu vực Đông Nam Á, sau chiến tranh thế giới lần thứ 2, mộtloạt các cơ sở mạ điện quy mô vừa và nhỏ đã phát triển mạnh mẽ và hoạt động mộtcách độc lập Sự phát triển lớn mạnh của những cơ sở mạ điện quy mô nhỏ này là

do nhu cầu đáp ứng việc nâng cao chất lượng sản phẩm của ngành công nghiệp vừa

và nhẹ [13]

Tại Việt Nam, cùng với sự phát triển của ngành cơ khí, ngành công nghiệp

mạ điện được hình thành từ khoảng 40 năm trước và đặc biệt phát triển mạnh tronggiai đoạn những năm 1970 – 1980 Các cơ sở mạ của Việt Nam hiện nay tồn tạimột các độc lập hoặc đi liền với các cơ sở cơ khí, dưới dạng công ty cổ phần, công

ty tư nhân và cơng ty liên doanh với nước ngồi Các cơ sở này hầu hết cĩ quy mơvừa và nhỏ, số ít cĩ quy mơ lớn, được tập trung ở các thành phố lớn với sản phẩmchủ yếu được mạ đồng, crom, kẽm, niken, Ngồi ra các loại hình mạ điện đặcbiệt như mạ cadimi, mạ thiếc, mạ chì, mạ sắt và mạ hợp kim cũng được phát triển

để đáp ứng nhu cầu của các ngành cơng nghiệp hiện đại

1.1.1 Khái niệm cơng nghệ mạ điện

Mạ điện là một cơng nghệ điện phân tạo ra lớp phủ lên bề mặt vật cần mạ.Quá trình tổng quát [8]:

những phương pháp bảo vệ kim loại

khỏi bị ăn mịn rất hiệu quả trong

các mơi trường xâm thực mạnh và

trong khí quyển Mạ điện cịn cĩ giá

trị trang sức cao, bền và rẻ Trong

mạ điện, yếu tố quan trọng nhất

khơng phải là tiết kiệm nặng lượng, tăng hiệu suất mà là vấn đề chất lượng lớp mạ

Sự chuyển dịch của

ion

Dung dịch mạ Lớp mạ

Hình 1: Sơ đồ nguyên lý quá trình mạ

Vì vậy thành phần dung dịch đầu vào, điều kiện điện phân là cần thiết để đảm bảolớp mạ bám chắc vào kim loại nền Quá trình gia công bề mặt đóng vai trò quantrọng góp phần đảm bảo lớp mạ được bền, đẹp Có nhiều cách làm sạch bề mặt vật

mạ như: mài, đánh bóng, quay bóng, xóc bóng, chải, phun tia cát hoặc tia nướcdưới áp su ấ t cao, tẩy dầu mỡ, tẩy gỉ điện hóa hoặc hóa học Sau khi làm sạch bềmặt, vật mạ có thể được mạ bằng nhiều phương pháp khác nhau như mạ crom, mạđồng, mạ kẽm, mạ niken

1.1.3 Giới thiệu dây chuyền công nghệ mạ điện

Hình 2: Sơ đồ công nghệ mạ điện tổng quát.

 Mô tả quy trình công nghệ mạ điện.

- Tẩy sạch bề mặt nguyên liệu mạ: tẩy sạch bề mặt cần mạ bằng gia công cơ khí

như mài thô, mài tinh, đánh bóng nhằm làm bằng các chỗ lồi lõm, vết hàn, các sảnphẩm gỉ tích tụ trên bề mặt, làm cho bề mặt tương đối bằng phẳng, nhẵn bóng Đốivới những chi tiết có hình phức tạp, nhỏ bé không thể dùng mô tơ đánh bóng thì

Sấy khô, kiểm tra và

đóng gói sản phẩm Mạ đồng: NT chứa muối vô cơ, muối amoni, xianua,

Mạ Niken: NT chứa niken, axit boric, H 2SO 4,

Mạ kẽm: NT chứa kẽm, chất hoạt động bề mặt, CN-,

NT chứa axit, hơi axit

Mạ crom: axit cromic, axit sunfuaric,

Bụi kim loại, bụi bột mài,SiO 2, …

Bột kim loại, oxit kim loại

Chất thải hữu cơ, hơi dung môi, cặn kim loại

NT có độ axit hoặc độ kiềm cao

Môi trường tiếp nhận

- Tẩy dầu mỡ: đối với dầu mỡ có nguồn gốc thực vật (dầu ) hay động vật (mỡ) dùng

xà phòng để tẩy Đối với dầu mỡ có nguồn gốc dầu mỏ không thể xà phòng hóanhưng dễ tẩy trong dung môi hữu cơ, dịch kiềm và nhũ tương Hàm lượng NaOHthấp hiệu quả tẩy dầu thấp, nhưng nếu quá cao khi tẩy dầu xà phòng tạo ra khó hoàtan, làm giảm hiệu quả tẩy dầu Để duy trì dung dịch có độ kiềm ổn định, khống

Na3PO4… Sự có mặt của các chất hoạt động bề mặt, và chất nhũ hóa (natri silicat)

để tăng khả năng tẩy các chất không xà phòng hoá được

- Tẩy gỉ: tiến hành sau khi đã làm sạch dầu mỡ trên bề mặt, chi tiết cần mạ thường

có lớp oxít phủ bên ngoài Lớp ôxít này sinh ra khi đánh bóng không bôi dầu hoặc

để lâu ngoài không khí bị ôxi hoá hoặc chi tiết có những phần không cần đánhbóng Nếu trước khi mạ không tẩy lớp oxít này đi thì lớp mạ không bám chắc, khi

sử dụng hay va chạm sẽ bị bong ra Vì vậy, cần phải tẩy sạch lớp oxít trước khi mạ

- Mạ phủ kim loại: Phôi mạ sau khi tẩy sạch bề mặt và được rửa sạch bằng nước

được đưa vào bể mạ

- Sấy khô và hoàn thành sản phẩm.

1.1.4 Mạ Crom

Crôm là kim loại màu trắng bạc có ánh xanh; có độ cứng rất cao và chịu mài

Nhiệt độ nóng chảy là 1750-1800oC Theo điện thế tiêu chuẩn ( Cr/Cr3+= -0,7V) thì

nó thuộc các kim loại hoạt động, nhưng trong khí quyển bề mặt của Crôm đượcsinh ra lớp màng mỏng oxít rất kín, chắc, chống ăn mòn tốt làm cho Crôm giữđược màu sắc và độ bóng rất lâu Trong không khí ẩm và trong môi trường oxyhóa, Crôm có điên thế +02V, vì vậy Crôm là lớp mạ catốt đối với sắt thép Lớp mạCrôm nhất thiết phải kín mới có thể bảo vệ được nền thép

ứng dụng quan trọng của mạ Crôm là: mạ Crôm trang sức rất mỏng trong hệlớp mạ bảo vệ-trang sức; Mạ Crôm bảo vệ chống ăn mòn nâng cao độ bền mòn chocác dụng cụ cầm tay; Mạ Crôm cứng phục hồi chi tiết máy đã bị mòn Lớp mạ

ma sát rất bé và có độ gắn bám tốt với thép, niken, đồng và hợp kim của đồng.Nhưng mạ các kim loại khác lên Crôm thì rất khó bám do có lớp oxít ngăn cản

 Các dung dịch mạ Crôm

Dung dịch chỉ gồm 2 cấu tử CrO3 và H2SO4 CrO3 có thể dùng với nồng độthay khổi trong một khoảng rất rộng từ 150-400 g/l vẫn không ảnh hưởng nhiềuđến dáng vẻ bên ngoài của lớp mạ Nồng độ lớn cho lớp mạ ít cứng, hiệu suất dòngđiện và khả năng phân bố thấp Nồng độ loãng cho lớp mạ rất cứng, hiệu suất dòngđiện và khả năng phân bố cao H2SO4 được dùng để cung cấp anion hoạt hóa SO42- ,

H2SO4 = 100/1; lúc đó lớp mạ sẽ bóng sáng, cho hiệu suất dòng điện cao, khả năngphân bố lớn

hơn; ngưỡng Dc tối thiểu thấp hơn; hiệu suất dòng điện cao hơn

cao và có thể mạ bóng được

Thành phần dung dịch và chế độ mạ như sau:



CrO3 300-400 g/l Nhiệt độ : 20-30oCHF.2H2O 8-12g/l Dc : 10 A/dm2

bằng chất dẻo Anốt không dùng là chì mà phải dùng hợp kim Pb-Sb (6-8%) hayPb-Sn (4-6%)

2-Dung dịch chứa đồng thời hai anion SO42- và SiF62- có tác dụng làm tăngkhoảng nhiệt độ và mật độ dòng điện cho lớp mạ bóng lên; tăng khả năng phân bố

và trong một số trường hợp cụ thể còn tăng được năng suất mạ Crôm lên

Điểm nổi bật chung của dung dịch này là thành phần của nó luôn ổn địnhnhờ dùng dư các muối khó tan chứa các anion ấy Thành phần tối ưu và chế độ mạcủa dung dịch này như sau:

CrO3 250-300 g/l Nhiệt độ : 55-65oCCrSO4 5,5-6,5 g/l Dc : 40-100 A/dm2

K2SiF6 18-20 g/l

chứa phải bằng chất dẻo, anốt phải dùng hợp kim Pb-Sn (5-10%)

Trong công nghiệp sản xuất phụ tùng xe đạp-xe máy, các chi tiết chủ yếuđược mạ 2 lớp: lớp trong là Niken, lớp ngoài là Crôm

1.2 Các vấn đề môi trường trong công nghệ mạ

1.2.1 Nước thải

Nguồn nước thải từ khâu sản xuất của các xí nghiệp rất đa dạng và phức tạp,

nó phụ thuộc vào loại hình sản xuất, dây chuyền công nghệ, thành phần nguyên vậtliệu, chất lượng sản phẩm

Nhìn chung, sau các công đoạn của quy trình mạ điện đều thải ra nhiều chấtthải đi cùng với nước thải ra ngoài Áp dụng kiểm toán chất thải công nghiệp chothấy, một lượng lớn hóa chất độc hại tham gia vào dây chuyền sản xuất nên dòngthải ra qua mỗi công đoạn đều có tính chất hóa học khác nhau Nước thải từ khâusản xuất trong các xí nghiệp thường chia làm 2 loại: nguồn thải từ quá trình mạ vàquá trình làm sạch bề mặt chi tiết.

1.2.1.1 Nước thải từ quá trình làm sạch bề mặt

Trước khi mạ, bề mặt cần phải bằng phẳng, sắc nét, bóng và tuyệt đối sạchcác 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 sángbóng, trước khi đem phôi đi mạ phủ kim loại thì cần phải qua các công đoạn giacông bề mặt như: mài thô, mài tinh, đánh bóng, quay bóng, tẩy dầu mỡ, tẩy gỉ Cáccông đoạn trong quá trình làm sạch bề mặt phôi mạ đều có thể gây ô nhiễm môitrường 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 trực tiếp đến người lao động Nước thảisinh ra chủ yếu ở các công đoạn:

các chất hoạt động bề mặt Các chất này bị cuốn trôi và hòa tan vào nước nên nướcthải ra chứa axit, cặn kim loại

(Na2CO3, NaOH, Na3PO4, Na2SiO2 ) Nước thải có chứa dầu mỡ, dung môi hữu

cơ, cặn kim loại và có độ axit và kiềm cao

tạo ra một lượng lớn nước thải

-1.2.1.2 Nước thải từ quá trình mạ

Dung dịch trong bể mạ có thể bị rò rỉ, rơi vãi hoặc bám theo các gá mạ vàcác chi tiết ra ngoài Các bể mạ sau một thời gian vận hành cần phải được vệ sinh

Do đó, 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+, ) [6,12]

1.2.1.3 Nước rửa chi tiết sau mạ

Chi tiết sau mạ được rửa bằng nước sạch để loại bỏ các dung dịch mạ còndính lại Nước thải trong công đoạn này chứa kim loại nặng có trong dung dịch mạ[6,12]

1.2.2 Khí thải và bụi

Khí thải chủ yếu thường có ở các dạng: hơi axit (ở bể tẩy rỉ, bể tẩy điện hóa

và bể nhúng axit hơi nhẹ), hơi kiềm (ở bể tẩy dầu mỡ hóa học), CxHy (ở bể tẩy dầu

nặng hơn không khí nên chúng làm tăng nồng độ chất thải độc hại trong phânxưởng, gây ô nhiễm khu vực làm việc cũng như vùng dân cư lân cận kề sát với cơ

sở sản xuất

Khí thải phát sinh tại các bể mạ chủ yếu theo quá trình bay hơi nước kéotheo các oxit kim loại và hơi axit Thực tế, khó có thể tính chính xác tải lượng,nồng độ của khí ô nhiễm vì chúng phụ thuộc vào nhiều yếu tố (tốc độ hút của quạt,nhiệt độ, cường độ dòng điện mạ ) vì vậy để quản lý được nguồn thải này người

ta thường phải quy về từng khâu riêng biệt để đo đạc và tính toán theo các chỉ tiêuhao hụt, định mức [6, 7,12]

1.3.Hiện trạng nước thải mạ tại Việt Nam

Theo các tài liệu thống kê cho ta thấy, hầu hết các nhà máy, cơ sở xi mạ cóquy mô nhỏ và vừa đều tập trung chủ yếu ở các thành phố lớn như Hà Nội, HảiPhòng, TP.HCM, Biên Hòa Trong quá trình sản xuất, nước thải của các nhà máy

xí nghiệp này đều bị ô nhiễm các kim loại nặng, nhưng vấn đề xử lý nước thải cònchưa được quan tâm, xem xét đầy đủ hoặc việc xử lý chỉ mang tính hình thức vìđầu tư cho một quy trình xử lý nước thải khá tốn kém và việc thực thi Luật Bảo vệmôi trường chưa được nghiêm minh, còn mang tính đối phó [9]

Đặc trưng chung của nước thải ngành mạ điện là chứa hàm lượng cao cácmuối vô cơ và kim loại nặng như đồng, kẽm, crom, niken Trong nước thải xi mạthường có sự thay đổi pH rất rộng từ rất axit (pH = 2-3) đến rất kiềm (pH = 10-11).Các chất hữu cơ thường có rất ít trong nước thải xi mạ, phần đóng góp chính là cácchất tạo bóng, chất hoạt động bề mặt nên chỉ số COD, BOD của nước thải mạ

điện thường nhỏ và không thuộc đối tượng cần xử lý Đối tượng cần xử lý chínhtrong nước thải là các muối kim loại nặng như crom, niken, đồng, kẽm, sắt,photpho [6].

Nước thải có thể tách riêng thành ba dòng riêng biệt dựa theo thành phần vànồng độ chất ô nhiễm:

dầu mỡ và xà phòng, )

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

- Chất ô nhiễm độc như CN-, Cr6+, F-,

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

Nước thải sinh ra trong quá trình mạ kim loại chứa hàm lượng độc chất caonên mức độ ảnh hưởng đến môi trường và sức khỏe cộng đồng là đáng kể

Với các kết quả phân tích chất lượng nước thải của các nhà máy, cơ sở xi mạtại TP.HCM, Bình Dương, Đồng Nai đều thấy hàm lượng chất hữu cơ cao, kimloại nặng vượt tiêu chuẩn nhiều lần tiêu chuẩn cho phép, COD dao động trongkhoảng 320 – 885 mg/lít, nước thải chứa dầu nhớt Hơn nữa, khoảng 80% nướcthải của các nhà máy, cơ sở xi mạ không được xử lý Chính nguồn thải này đã vàđang gây ô nhiễm nghiêm trọng đến môi trường nước mặt, ảnh hưởng đáng kể chấtlượng nước sông Sài Gòn, sông Đồng Nai Ước tính, lượng chất thải các loại phát

sinh trong công nghiệp xi mạ trong những năm tới sẽ lên đến hàng ngàn tấn mỗinăm [9].

Điển hình, tại cơ sở xi mạ Đinh Phong – Bình Dương đã đổ thải nước thảichưa qua xử lý ra môi trường làm ô nhiễm nghiêm trọng đến nguồn nước sinh hoạt

và ảnh hưởng lớn tới môi trường chung Đặc biệt trong cơ sở này chỉ trong tháng 9năm 2008, hàm lượng các chất ô nhiễm quá cao đổ trực tiếp ra môi trường khôngqua xử lý đã làm 11 con bò tử vong sau khi uống phải nước thải của cơ sở này chỉtrong 10 – 15 phút sau Vụ việc đã được làm rõ nguyên nhân, kết quả ban đầu cho

quanh lên tới 350mg/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 [9]

Trên địa bàn Hà Nội, ngành cơ khí tập trung chủ yếu vào lĩnh vực gia côngkim loại, chế tạo máy móc, chi tiết phụ tùng máy nên quá trình liên quan đến mạkhá phong phú Theo số liệu thống kê, các cơ sở mạ lớn của công ty xe đạpLixeha, kim khí Cầu Bươu, công ty khóa Minh Khai, công ty Dụng cụ cơ khí xuấtkhẩu, công ty kim khí Thăng Long hàng ngày thải ra môi trường khoảng 8,6kg Cu,14kg Ni, 7kg Cr, 20kg Zn và 5kg CN- [9]

Bảng 1: Lưu lượng thải của một số cơ sở sản xuất cơ khí có phân xưởng mạ

STT Cơ sở sản xuất

Tổng lượng nước

thải (m 3 /ngày)

Nước thải từ phân xưởng mạ (m 3 /ngày)

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU VÀ NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG XỬ LÝ THẢI PHÂN XƯỞNG MẠ ĐIỆN CÔNG TY

TNHH TEAYANG 2.1 Đối tượng nghiên cứu và phương pháp nghiên cứu

2.1.1 Mục tiêu Nghiên Cứu

Mục tiêu nghiên cứu của đồ án là các nhận diện về dòng thải tại phân xưởng

mạ crom của công ty TNHH Teayang

2.1.2 Phương Pháp Nghiên Cứu

2.1.2.1 Phương pháp thu thập tài liệu

Phương pháp thu thập tài liệu là phương pháp chọn lọc, tìm hiểu các tài liệu liên quan đến mục đích nghiên cứu của đề tài

Ở đây dùng phương pháp thu thập tài liệu để đánh giá và nghiên cứu đồng thời đề xuất giải pháp để cải thiện hệ thống xử lý dòng thải của phân xưởng mạ điện

Ở đồ án này sử dụng phương pháp thu thập số liệu về nhu cầu về nguyên liệu, hóa chất, nước và số liệu công nhân của nhà máy kết hợp với số liệu dòng thải từ

những nghiên cứu và khảo sát có liên quan đến phân xưởng mạ điện của công ty TNHH từ đó đưa ra đánh giá chung nhất, khách quan nhất về hiện trạng tại phân xưởng nhà máy

2.1.2.2 Phương pháp tổng hợp, phân tích và xử lý số liệu

Dựa vào số liệu thu thập được và tập hợp các số liệu đã phân tích trong phòng thí nghiệm từ đó đưa ra những nhận định và tập hợp các số liệu đó dưới dạng bảng biểu và hình vẽ phù hợp với nội dung nghiên cứu

2.1.3 Giới thiệu đối tượng nghiên cứu

Lĩnh vực hoạt động của Công ty là sản xuất các loại dao , thìa, dĩa bằng inoxkhông chỉ phục vụ trực tiếp cho nhu cầu sinh hoạt bếp núc của người dân trên toàn quốc mà còn phục vụ xuất khẩu Quy mô sản xuất của Công ty khá lớn, mỗi năm cung cấp hàng triệu sản phẩm cho thị trường Phân xưởng mạ crom là một công đoạn trong quy trình sản xuất của công ty TNHH

Bảng 2 Quy mô sản xuất của công ty TNHH

2.2 Nghiên cứu hệ thống xử lý thải của phân xưởng mạ điện công ty TNHH Teayang

2.2.1 Quy Trình Công Nghệ Mạ Crom Của Công Ty Teayang

Hình 3: Dây chuyền công nghệ tại công ty 1

2.2.2 Nhu Cầu Nguyên Liệu Phân Xưởng Mạ Crom

2.2.2.1 Nhu cầu về hóa chất

B¶ng 3 thèng kª sè ho¸ chÊt sö dông t¹i c«ng ty

2.2.2.2 Nhu cầu về nước sạch

Nước sạch được cung cấp nhằm hai mục đích chính là phục vụ sản xuất và phục vụcho công nhân nhà máy sinh hoạt làm theo ca

Nhà máy với tổng số ngày làm việc 300 ngày/ năm

Số ca: 3 ca/ ngày ( mỗi ca 8 tiếng)

Công nhân làm theo ca là 60 người/ca

Tổng công nhân 180/ngày

+ Nhu cầu nước sạch phục vụ cho sinh hoạt là 55 lít/người/ngày (áp dụng mức sử dụng chung cho công nhân làm việc tại khu công nghiệp theo ca 8 tiếng

Tổng lượng nước sinh hoạt trong một ngày ¿số công nhân chỉ tiêu áp dụng cho một người

¿180.55=9900lít /ngàyCoi lượng nước cấp cho hoạt động sinh hoạt của công nhân là

10m3/ngày

+ Nhu cầu nước sạch phục vụ cho sản xuất được tính theo nhu cầu của bể mạ hoặc nhu cầu mạ cho một đơn vị diện tích bề mặt

Cứ 1m2 vật liệu cơ khí sau cần 60l nước để hoàn thành quá trình mạ

Bảng 4 : Diện tích bề mặt tương ứng với sản phẩm STT Sản

phẩm

Đơn vị Sản lượng Sản lượng

một ngày

Diện tích bề mặt 1 chiếc

Lượng nước cấp cho hoạt động sản trong một ngày

= Đơn vị diện tích bề mặt x hệ số nước cần trên một đơn vị

= ( 0,7.10−3 x 300000 + 0,24.10−3 x 320000 + 0,2 10−3 x 250000) x 60

= 363,8 60 = 21828 l

Vậy mỗi ngày phân xưởng cần trung bình 22.000 lít nước phục vụ sản xuất

2.2 Các Vấn Đề Môi Trường Của Phân Xưởng Mạ Điện

2.2.1 Nước Thải

Nước thải của công ty chủ yếu từ hai nguồn chính là nước thải sinh hoạt của công nhân và phần lớn là nước được thải ra từ các quá trình sản xuất

2.2.1.1 Nước Thải Sinh Hoạt

Nước thải sinh hoạt chủ yếu phát sinh từ khu vực vệ sinh nhà ăn và khu vực

vệ sinh chung của công nhân Nước thải sinh hoạt đặc trưng là ô nhiễm chất hữu

cơ, dinh dưỡng và coliform Ngoài ra nước thải còn có độ đục và hàm lượng cặn lơlửng, dẫu mỡ cao……

Bảng 5: Thông tin chung về nước thải sinh hoạt

Nước Thải sinh

hoạt của công

nhân

Phát sinh từ hunhà ăn, vệ sinh

Nước thải chứathành phần chủyếu là colifom,hữu cơ, dầu mỡ,cát, rác kích thướcnhỏ

Gây ô nhiễm môi

mang theo mầmbệnh

Nước thải sinh hoạt được hoạt được phân tích theo chỉ tiêu phát thải các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt tính trên lít Ở điều kiện đầu người phát thải là công nhân làm theo ca 8 tiếng/ ngày ( theo WHO)

Theo thống kê của Aceirivila trong tài liệu đánh giá nhanh về ô nhiễm môi trường

do WHO công bố, lượng chất ô nhiễm hàng ngày do mỗi người đưa vào môi

trường ( nếu không có xử lý ) như sau:

Bảng 6: thải lượng chất ô nhiễm của một người vào môi trường

Nhà máy có 180 công nhân làm theo ca 8 tiếng, mỗi ngày 1 công nhận sử

dụng 55 lít nước thì lưu lượng nước sẽ là 10m3/ngày

Thải lượng = Q.C.k ( g/ngày )

Q : lưu lượng 10m3/ngày

C : nồng độ chất phân tích mg/l

k : hệ số chuyển đổi đơn vị =1

Bảng 7: nồng độ chất ô nhiễm trong nước thải chưa qua xử lý

STT Chỉ tiêu ô nhiễm Tải lượng ô

nhiễm

Nồng độ (mg/l)

QCVN 11:2008/BTNMT

2.2.1.2 Nước Thải Sản Xuất

Trong mỗi quy trình mạ các sản phẩm, từ quá trình xử lý bề mặt cho đến công

đoạn mạ lên sản phẩm thì cứ mỗi đơn vị 1m2 diện tích bề mặt tiêu tốn 60l lượng

nước sạch Vì vậy dựa trên tổng diện tích bề mặt đã xác định lượng nước cần cung cấp như trên Nước thải sản xuất chủ yếu phát sinh từ công đoạn mạ bề mặt

Giả thiết lượng nước cấp trong các công rửa và mạ crom lên bề mặt vật liệu là cân bằng với lượng thải phát sinh ra

Nước thải sản xuất chủ yếu phát sinh từ công đoạn mạ bề mặt

Bảng 8 : diện tích bề mặt sản phẩm trên một ngày sản xuất

Diện tích bề mặt tính trên ngày (m2)