Xử lý nước thải xi mạ

Hệ thống xử lý nước thải có tên tiếng anh là Waste water treatment system là hệ thống được hình thành bởi nhiều công nghệ và hóa chất khác nhau nhằm giải quyết các vấn đề có trong nước thải. Từ đó tạo thành một hệ thống xử lý nước thải hoàn chỉnh. Hệ thống xử lý nước thải tốt là hệ thống xử lý nước thải được thiết kế để phù hợp với sự thay đổi của nhu cầu xử lý nước thải, có thể tồn tại lâu, bền nhằm tránh tốn kém chi phí trong việc thay thế hoặc nâng cấp thiết bị. Một hệ thống xử lí nước thải chuẩn, cần xử lý được những vấn đề sau: Thứ nhất: Xử lý được những thành phần độc hại có trong nước thải, đáp bảo chất lượng nước thải theo BYT (QCVN về nước thải) Thứ hai: Chi phí xây dựng, lắp đặt hợp lý nhưng vẫn đảm bảo chất lượng nước thải. Thứ ba: Nâng cấp dễ dàng khi có thay đổi về chất lượng nước sau này Thứ tư: Tùy ý thêm lượng hóa chất xử lý nước thải

Trang 1

XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG

TRONG CÔNG NGHỆ MẠ ĐIỆN

Trang 2

Tổng quan công

nghệ xi mạ

Vật mạ, phôi

mạ Mài thô, mài

tinh Gia công, bề

mặt Đánh bóng, quay bóng

Tẩy gỉ Tẩy dầu mỡ

Mạ phủ kim loại: đồng, kẽm, nickel

Trang 3

Các nguồn gây ô nhiễm,

tính chất và tác động

Mài thô, mài

tinh Bụi bột mài, bụi kim loại, SiO2, Cr2O3, Silic Gây bệnh về mắt, phổi, ngoài

da

Quay bóng

khô Bụi mùn cưa, dầu hôi, bột mài, oxit

kim loại, oxit sắt, oxit đồng, oxit crôm

Bụi, rác công nghiệp ảnh hưởng đến môi trường

Quay bóng

ướt Bột kim loại, acid sulfuric, các chất

hoạt động bề mặt

Nước thải acid, cặn thải kim loại, gây ô nhiễm nguồn nước Hơi acid, khí hydro dễ gây các bệnh về đường hô hấp

Trang 4

môi hữu cơ

Các chất dầu mỡ, dung môi và hơi dung môi hữu cơ sử dụng, cặn kim loại

Là các chất dễ gây cháy nổ, bay hơi tạo ra độc tố cho công nhân

Tẩy dầu mỡ

điện hóa Nước thải có độ axit cao hoặc độ

kiềm cao

Nước thải độc tố gây ô nhiễm

Tẩy gỉ hóa

học Dung dịch axit hàm lượng cao hơn 10%

Muối kim loại nặng , hơi axit

Khí độc và hơi axit gây cay mắt,tác động lên da Nước thải có pH thấp, axít ăn mòn Hàm lượng các muối sắt, đồng cao

Trang 5

Mạ kẽm Nước thải có độ pH

cao, có chứa nhiều

Zn, muối kẽm, muối xianua, muối amoni và các chất hoạt động bề mặt xút, soda Khí thoát từ bể mạ (H2, HCN )

Nước thải có chứa nhiều kim loại độc hại chủ yếu như kẽm, xianua, amoni gây

ô nhiễm môi trường Tác động lên người công nhân gây ngộ độc, viêm

da

Mạ niken Các muối niken

Muối FloruaAxit BoricAxit sunfuaric

Khí độc thoát ra từ bể mạ

Nước thải có chứa kim loại nặng, florua, amoni gây ô nhiễm nguồn nước Khí độc, khí hydro, các loại khí ảnh hưởng đến sức khỏe

Trang 6

Nước thải có chứa crômat, rất độc cho người và động vật Gây ô nhiễm cho nguồn nước Crômat là chất gây ung thư da, ung thư phổi

Mạ đồng Nước thải có chứa

muối vô cơ cao:

Muối đồng, muối amoni, soda, xianua

Nước thải có độc tố cao, chứa xianua đồng.Gây

ô nhiễm nguồn nước Muối đồng, muối xianua gây ngộ độc cấp tính cho người công nhân làm trực tiếp

Trang 7

Chất thải rắn và

khí thải trong công nghệ

xi mạ

 Chất thải rắn

 Cặn và bùn lắng tích lũy theo thời gian trong bể rửa và bể mạ Loại cặn này không nhiều và thường thì được thải ra cùng với nước thải.

 Bùn lắng từ quá trình xử lý nước thải trước khi thải ra môi trường Loại cặn này là cặn của những kim loại nặng có độc tính cao

 Khí thải

 Khí độc: H2S, hơi acid, NOx, SOx, NH3…

Trang 8

Nước thải xi mạ Nguồn gốc và

tính chất

• Nguồn gốc:

Quá trình tẩy rửa bề mặt chi tiết mạ

Rửa sản phẩm mạ

Vệ sinh bể mạ

 Tính chất:

Tính chất và nồng độ nước thải sinh ra từ quá trình xi mạ phụ thuộc vào:

 Thiết bị mạ

 Phương pháp rửa

 Loại và số lượng bể mạ sử dụng

Đặc trưng chung của nước thải ngành xi mạ là chứa hàm lượng cao các muối vô cơ, và kim loại nặng

Trang 9

Nước thải xi mạ Nguồn gốc và

tính chất

 Tính chất:

Nước thải xi mạ bị ô nhiễm bởi

 Cadimi, Asen, Crom, Nickel, Thủy ngân, chì, kẽm, Mg, đồng, thiếc…(tuỳ theo kim loại của lớp mạ và vật liệu được mạ)

 Các độc tố khác như xianua, muối sunphát, muối clorua, crômat, amonium (tuỳ loại muối kim loại sử dụng)

 pH thay đổi rộng từ (pH =2 – 3) đến (pH = 10 –11).

 Chất hữu cơ tổng hợp: dầu mỡ, dung môi

 Các chất hữu cơ thường rất ít, gây ra bởi các chất tạo bóng, chất hoạt động bề mặt … , nên chỉ số COD, BOD của nước thải mạ điện thường nhỏ và không thuộc đối tượng xử lý

 Đối tượng xử lý chính là các ion vô cơ, đặc biệt là các muối kim loại nặng như Crôm, Niken, Đồng, Kẽm , Xianua, Crômat , Sắt ….

Trang 10

các chỉ số ô nhiễm kim

loại nặng của nước thải mạ điện

Copper (Cu) mg/l 15 - 200 0,2 0,1 5

Ion ( Fe ) mg/l 1,0 - 50 1,0 5,0 10

Cyanide ( CN - ) mg/l 1,0 - 50 0,05 0,1 0,2

Trang 11

Ảnh hưởng của nước thải ngành xi mạ đến môi trường

•Nước thải chứa hàm lượng các kim loại nặng rất cao và là độc chất đối với sinh vật, gây tác hại xấu đến sức khỏe con người

 Các chất ô nhiễm trong nước thải xi mạ khi

tích tụ trong tự nhiên, trên nền đáy thủy vực và trong sinh vật, kim loại nặng không bị phân hủy mà tích tụ theo chuỗi thức ăn từ sinh vật bậc thấp đến sinh vật bậc cao

 Khi tồn tại trong tự nhiên, các ion kim loại

này có thể phản ứng hóa học qua cac chu trình chuyển hóa thành các dạng khác nhau rất khó kiểm soát và gây ra các hậu quả môi trường lâu dài.

Trang 12

 Thành phần kim loại nặng ảnh hưởng rất lớn tới quá trình sinh trưởng phát triển của người, động vật và thực vật:

* Với nồng độ đủ lớn sinh vật có thể bị chết hoặc thoái hoá

* Với nồng độ nhỏ có thể gây ngộ độc mãn tính hoặc tích tụ sinh học

 Aûnh hưởng trực tiếp đối với cá và thức ăn, đầu độc các sinh vật làm mất các nguồn phù du để nuôi cá, gây bệnh cho cá và biến đổi các tính chất của nước

 Khi phân tích thành phần cơ thể các sinh vật có tiếp xúc với KLN Các nhà khoa học đã khẳng định mức độ tích tụ đáng kể các chất độc hại

Trang 13

xử lý chưa triệt để khi thải vào các nguồn nước thiên nhiên sẽ gây nguy hiểm đến nguồn nước và nguy hại đối với hệ sinh thái thủy vực, tiêu diệt các thực vật nước và động vật.

 Các kim loại nặng được tích lũy trong cơ thể của thực vật hay trong mô của động vật và ảnh hưởng độc lan truyền bằng con đường thu nhận chất dinh dưỡng từ chuỗi thức ăn

Trang 14

Ảnh hưởng của chất thải ngành xi mạ đến môi trường

 Aûnh hưởng đối với con người

 Nước thải xi mạ chưa qua xử lý, bằng các con đường trực tiếp hay gián tiếp chúng sẽ tích tụ trong cơ thể người và sẽ gây ra các bệnh nghiêm trọng

 Tùy thuộc vào kim loại thuộc dạng hợp chất gì mà chúng có những tác động và ảnh hưởng khác nhau lên sức khỏe của con người

 Một số căn bệnh có thể mắc phải khi nhiễm kim loại nặng như: viêm hoét đa, viêm đường hô hấp, bệnh ezima, ung thư.

Trang 15

 Aûnh hưởng đến nguồn tài nguyên nước

 Nước thải bị ô nhiễm kim loại nặng khi thải vào môi trường làm ô nhiễm nguồn nước mặt và suy thoái nguồn tài nguyên nước ngầm, làm cho lượng nước sạch ngày càng cạn kiệt Với ngành công nghiệp mạ điện lượng nước thải đưa vào môi trường với một dư lượng lớn các độc chất đã góp phần làm môi trường nước ô nhiễm nghiêm trọng.

 Nước thải mạ điện chứa một lượng lớn dầu mở sẽ cản trở quá trình tự làm sạch của nguồn nước Ngoài ra, lượng kim loại nặng tích tụ vào đất trồng trọt và chăn nuôi ảnh hưởng trực tiếp đến cây trồng, vật nuôi

 Aûnh hưởng đến các công trình, cơ sở vật chất

Nước thải mạ điện có pH rất thấp gây ăn mòn các đường ống dẫn kim loại và các cấu trúc bê tông

Trang 16

Các phương pháp

xử lý nước thải xi mạ

 Các phương pháp làm sạch xianua trong nước thải:

 Công nghệ mạ đồng, kẽm, cadmi, vàng… thường chứa các hợp chất rất độc hại, có gốc xianua đơn giản như Na(CN)2- , KCN, CuCN2, Fe(CN)2… và gốc xyanua phức tạp như [Cu(CN)2]-, [Cu(CN)3]2- , [Cu(CN)4]3- , [Zn(CN)4]3- Vì có tính độc cao nên xyanua (CN-) cần được xử lý để nồng độ không vượt quá 0,01mg/l

 Để khử Xianua, thường sử dụng các chất oxi hóa mạnh như nước Clo, natrihypoclorit (NaOCl), hay Chlorua vôi CaOCl2, thuốc tím (KMnO4.), hydrogen peroxit (H2O2 ) … Ngoài ra cũng có thể dùng FeSO4.7H2O để biến CN- thành một hợp chất xanh berlin hay xanh pruxơ không tan, làm cho xianua trở thành không độc.

Trang 17

 Các phương pháp làm sạch xianua trong nước thải:

 Clo hoá xianua: quá trình xử lý xianua được tiến hành trong môi trường kiềm (pH = 9) Xianua có thể bị oxi hoá thành nitơ và đioxit cacbon:

Trang 18

 Các phương pháp xử lý nước thải có chứa crômat:

 Nước thải xi mạ thuờng chứa axit crômic với hàm lượng cao hơn mức tiêu chuẩn cho phép nhiều lần

 Dung dịch nước thải có chứa axit crômic có tính độc mạnh

 Để loại trừ ion crômat (Cr6+ ) phải khửû chúng thành Cr3+, và sau đó loại trừ chúng bằng phương pháp kết tủa hydroxit hoặc trao đổi ion

 Để oxi hóa ion crômat người ta thường dùng các chất khử như FeSO4, Na2SO3, NaHSO3 ,SO2 Tốt nhất là FeSO4

 Dung dịch được gọi là mất tính độc khi nồng độ axit crômic không vượt quá 0,1mg/l.

Trang 19

 Khử Cr6+ bằng dung dịch bisunfat

4H2CrO4 + 6 NaHSO4 + 3H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 3Na2SO4 + 10H2O

Phản ứng diễn ra nhanh khi pH= 3 – 4 và dư axit sunfuaric Để kết tủa Cr3+, sử dụng Ca(OH)2, NaOH pH tối ưu = 8 – 9,5.

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

 Sử dụng sunfat sắt (t = 200C, pH = 7, lượng sunfat dùng lớn hơn 1,3 lần so với lý thuyết)

Trong môi trường acid:

2CrO3 + 6FeSO4 + 6H2SO4 = 3Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + 6H2O

Trong môi trường kiềm

2Cr2O3 + 6FeSO4 + 6Ca(OH)2 + 6H2O = 2Cr(OH)3 + 6Fe(OH)3

+ 6CaSO4

Trang 20

 Khử bằng đioxit lưu huỳnh

SO2 + H2O = H2SO3 2CrO3 + 3H2SO3 = Cr2(SO4)3 + 3H2O

Thời gian khử hoàn toàn Cr6+ phụ thuộc vào nồng độ của nó trong nước.

Ví dụ: pH = 3, thời gian để giảm nồng độ Cr6+ từ 30 đến 5mg/l là 1 phút, từ 5 đến 0,1mg/l là 35 phút

Trang 21

 Xử lý nước thải có tính axit hay kiềm:

 Nước thải trong quá trình tẩy gỉ có pH, sắt và và các kim loại nặng khác

 Để trung hòa, dùng dung dịch xút NaOH hoặc nước vôi Ca(OH)2 Dung dịch Ca(OH)2 còn có tác dụng làm kết tủa một số kim loại nặng dưới dạng sunfat hoặc hydroxit

 Sự trung hòa tiến hành đến giá trị pH = 7 - 9 cần khuấy mạnh dung dịch Quá trình tiến hành trong 2 bể: 1 bể trung hòa, 1 bể để cho các kết tủa lắng xuống

 Các nước thải có chứa hydroxyl (OH-) chủ yếu sau quá trình tẩy rửa chi tiết dầu mỡ Để trung hòa thường dùng axit H2SO4 kỹ thuật Sự trung hòa tiến hành đến khi pH đạt giá trị 6 - 8.

Trang 22

Các phương pháp xử lý nước

thải xi mạ

Xử lý các cation kim loại nặng trong nước thải

 Phương pháp kết tủa hydroxit kim loại

NƯỚC THẢI THU GOM

PHẢN ỨNG OXY

HÓA

LẮNG KEO TỤ

Sơ đồ 1: Xử lý nước thải ngành xi mạ bằng phương

pháp kết tủa

Trang 23

Chất lượng nước thải xi mạ sau xử lý bằng keo tụ đạt tiêu chuẩn loại B TCVN 5945 –1995 về kim loại nặng:

Chỉ

tiêu

Đơn vị

Nước thải chưa xử lý

TCVN 5945-1995 (cột B)

Trang 24

Các phương pháp xử lý

nước thải xi mạ

 Phương pháp trao đổi ion

Bể thu gom

Bể khuấy trộn

Bể phản ứng Bể lắng đứng Bể chứa

Bồn lọc áp

lực Bể trung hòa

Thiết bị trao đổi ion

Bể chứa nước sau xử

lý

Bể nén bùn

Máy ép bùn Nước tách bùn

Bùn thải

Sơ đồ 2: Xử lý nước thải ngành xi mạ bằng phương

pháp trao đổi ion

Nước thải

Trang 25

Bảng 2-1: Tính chất nước thải đầu vào của quá trình sản xuất thuốc trừ sâu.

(mg/l)

COD (mg/l) (mg/l) Si (mg/l) SS TổngN (mg/l) Tổng P (mg/l) Cl

Trang 26

Khảo sát hiệu suất xử lý flo

Trang 27

Khảo sát hiệu suất xử lý flo

theo pH (A) CaCO 3 (B) Ca(OH)2

Trang 28

Khảo sát hiệu suất xử lý flo theo liều lượng hóa chất sử dụng (A) CaCO 3 (B) Ca(OH)2

Trang 29

Khảo sát hiệu suất xử lý flo theo liều lượng hóa chất sử dụng (A) CaCO 3 (B) Ca(OH)2

Trang 30

Khảo sát hiệu suất xử lý flo theo thời gian phản ứng (A)

CaCO 3 (B) Ca(OH)2

Trang 31

Khảo sát hiệu suất xử lý flo theo thời gian phản ứng (A)

CaCO 3 (B) Ca(OH)2

Trang 32

Khảo sát hiệu suất xử lý flo theo pH (A) Ca(OH)2 (B)

Al2(SO4)3.6H2O

Trang 33

Khảo sát hiệu suất xử lý flo theo pH (A) Ca(OH)2 (B)

Al2(SO4)3.6H2O

Trang 34

Khảo sát hiệu suất xử lý flo theo liều lượng hóa chất sử dụng (A) Ca3(PO4)2 (B) Ca(OH)2 (C) Al2(SO4)3.6H2O

Trang 35

Trang 36

Trang 37

Khảo sát hiệu suất xử lý flo theo thời gian (A) Ca3(PO4)2

(B) Ca(OH)2 (C) Mg(OH)2

Trang 38

Trang 39

Trang 40

Đường hấp phụ đẳng nhiệt

Langmuir của flo trong

Ca3(PO4)2

Định dạng
Số trang	40
Dung lượng	384 KB