Bài viết Giải pháp xử lý khí thải từ ngành mạ và sản xuất công nghiệp liên quan đến mạ chỉ ra ưu điểm của phương pháp xử lý khí thải từ ngành mạ bằng dung dịch hấp thụ NaOH; Giới thiệu chung về mạ và kỹ thuật xử lý khí thải ngành mạ.
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018 ISBN: 978-604-82-2548-3 GIẢI PHÁP XỬ LÝ KHÍ THẢI TỪ NGÀNH MẠ VÀ SẢN XUẤT CÔNG NGHIỆP LIÊN QUAN ĐẾN MẠ Đinh Thị Lan Phương Khoa Môi Trường, Đại học Thủy lợi GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MẠ VÀ KỸ chế hấp phụ, gồm hấp phụ vật lý (các phân tử THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI NGÀNH MẠ khí bị hút vào bề mặt chất hấp phụ nhờ Xi mạ trình phủ lên bề mặt kim loại lực liên phân tử Vander wals) hấp phụ hóa học khí vật liệu hấp phụ [1] lớp phủ dày (niken, crơm, kẽm, hợp kim Đốt khí: Phương pháp đốt thường kẽm-niken, titan…) để tăng độ cứng, khả chịu mòn, chống gỉ sét tăng độ bền ứng dụng cơng nghệ xử lý khí thải có sản phẩm [1] Ngành mạ hoạt động phổ khối lượng lớn Các dạng đốt khí gồm: đốt biến Việt Nam năm gần trực tiếp khơng khí, đốt có buồng đốt Khí thải từ q trình xi mạ ảnh hưởng đốt có xúc tác [1] Quy trình mạ thường bao gồm bước: nghiêm trọng tới sức khỏe người hệ làm dầu mỡ sản phẩm sinh thái [2] Do đó, xử lý khí thải từ ngành mạ yêu cầu cấp thiết để hạn chế phát thải dung dịch (dd) Ca(OH)2 , sau rửa lại dầu mỡ sản phẩm dd HCl, lót khí độc gây nhiễm mơi trường Cơng nghệ xử lý khí thải mạ thực mạ dd H2 SO4 , sau rửa sản phẩm nước cất sấy nhiệt độ 120÷150 ⁰C 03 phương pháp sau: Hấp thụ khí thải chất lỏng: Là [3] Từ quy trình cho thấy, khí thải từ ngành trình thu khí thải (hơi) chất lỏng mạ thường chứa axit HCl H2 SO4 Vậy, để phát triển bền vững ngành mạ cần NaOH, NaHCO3 , Na2 CO3 , Ca(OH)2 , NH4 OH,… nhờ xảy phản ứng hóa học có giải pháp xử lý khí thải cách hiệu Phương pháp địi hỏi thiết bị phải tạo để bảo vệ môi trường Bài viết bề mặt tiếp xúc lớn hai pha khí ưu điểm phương pháp xử lý khí thải từ lỏng để tăng hiệu hấp thụ Các phương ngành mạ dung dịch hấp thụ NaOH pháp hấp thụ hấp thụ buồng PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU phun, tháp phun: chất lỏng phun thành Nghiên cứu thực nhà máy giọt nhỏ bên thiết bị cho dịng khí qua; sục khí: khí phân tán qua xốp, Sewon Vina (huyện Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh), đục lỗ khuấy học để tạo dạng tọa độ 21o 06’22.2’’N, 105o 59’30.7’’E Các bong bóng qua lớp chất lỏng; hấp thụ kiểu thông số quan trắc bao gồm: CO, TSP, SO2 , sủi bọt: dịng khí qua đục lỗ (phía NOx, HCl H2 SO4 có phủ lớp màng hấp thụ); hấp thụ qua lớp Thực quan trắc vào hai đợt, gồm tháng 10/2017 tháng 4/2018 04 ống đệm rỗng: chất lỏng tưới lên lớp đệm rỗng, chảy xuống làm ướt bề mặt đệm khói xả thải qua xử lý từ xưởng mạ cho dịng khí qua [1] (KT1), xưởng mạ (KT2), xưởng mạ Hấp phụ khí vật liệu rắn: Là hấp phụ (KT3) xưởng mạ (KT4) Khí khu vực khí dựa lực số chất rắn làm việc đo xưởng (KLV1) than hoạt tính, silicagel, alumogel Có hai xưởng (KLV2) thời điểm 479 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018 ISBN: 978-604-82-2548-3 Các thông số quan trắc đo máy mạnh để chuyển thành muối tan [1] Sử dụng E-Instruments E8500 Các kết quan trắc dung dịch hấp thụ Ca(OH)2 thường tạo cặn so sánh với QCVN 19:2009/BTNMT CaCO3 , CaSO4 gây tắc đường ống Hơn nữa, dung dịch NaHCO3 , Na2CO3 có tính KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU kiềm yếu so với NaOH KOH nên hiệu 3.1 Hệ thống xử lý khí thải cơng ty Sewon hấp thụ Xét kinh tế, hóa chất NaOH có giá thành rẻ nhiều so với Quy trình mạ Ni-Sn sản phẩm KOH, xử lý khí thải dung dịch khung vỏ, logo camera điện thoại (quy mô NaOH giải pháp ưu việt 144.000.000 sản phẩm/năm) cần lượng axit Trong hệ thống xử lý khí thải cơng ty sử dụng hàng năm (tấn/năm) là: HCl (10), Sewon, NaOH phun dạng sương mù H2 SO4 (2,4), H3 PO4 (0,6), HNO3 (0,1) Như làm tăng diện tích tiếp xúc Khi bị hấp thụ, vậy, hai axit HCl H2 SO4 sử dụng axit phản ứng với NaOH dư chuyển nhiều trình mạ thành muối tan Na2 SO3 , NaNO3 , Khí thải hút tháp xử lý khí với NaNO2 , NaCl Na2 SO4 Dung dịch NaOH công suất 417 m3 /giờ, qua tháp xử lý hai bơm bổ sung tự động tháp hai tầng chứa dung dịch NaOH có pH từ 8÷9 Hệ tầng nhằm tăng hiệu xử lý khí thải thống cầu nhựa dùng làm vật 3.3 Kết xử lý khí thải dung liệu tiếp xúc nhằm tăng tiết diện tiếp xúc dung dịch NaOH axit Dung dịch dịch NaOH nhà máy Sewon Vina Kết đo khơng khí khu vực mạ NaOH phun sương từ xuống tạo nhà máy bảng đây: bọt bám vào cầu nhựa để trung hòa axit, axit chưa hấp thụ hết Bảng 3.1 Khí thải khu vực mạ trung hòa tiếp tầng tháp Sau qua thiết bị xử lý, khơng khí Thơng KLV1 KLV2 KLV1 KLV2 QC số 10/2017 4/2018 10/2017 4/2018 quạt hút thải môi trường Dung dịch NaOH CO 420 530 520 470 1000 bơm bổ sung máy bơm định lượng tự động Dung dịch thải chứa muối dẫn TSP 270 210 210 180 200 trạm xử lý nước thải tập trung SO2 850 720 690 580 500 Thông số kỹ thuật hệ thống xử lý khí NOx 980 1030 880 620 850 thải: ống khí (cao 3.615 cm; đường 52 47 51 52 50 kính 1.100 cm); tháp xử lý (cao 5.200 cm; H2SO4 HCl 47 44 45 31 50 đường kính 3.000 cm) 3.2 Ưu điểm xử lý khí thải NaOH Đơn vị: mg/m3 Hấp thụ khí thải vật liệu rắn áp dụng với số khí CO, CxHy ,… khơng hiệu cho xử lý khí axit Xử lý khí thải phương pháp đốt cho hiệu khơng cao, cịn tồn dư chất nhiễm gây mùi khó chịu, nhiệt độ đốt yêu cầu từ 500÷800 o C phí tốn [1] Xử lý khí thải với chất hấp thụ nước (H2 O) biện pháp cho chi phí rẻ xử lý số loại khí thải HCl H2 SO4 , mà không xử lý triệt để SO2 hiệu khơng cao Các khí thải axit cần hấp thụ dung dịch có tính kiềm Kết quan trắc khí thải khu vực sản xuất có hàm lượng CO, TSP HCl nhìn chung nằm giới hạn QC Tuy nhiên, HCl đo trực tiếp khu vực làm việc trung bình từ 31÷47 mg/m3 gần giới hạn QC (50 mg/m3 ) Các khí axit độc hại SO2 , NOx, H2 SO4 vượt ngưỡng QC Cụ thể, SO2 cao QC từ 1,16÷1,71 lần; NOx cao QC từ 1,10÷1,15 lần, chí có khu vực khí NOx cao QC 1,21 lần Hơi H2 SO4 nằm ngưỡng cao (dao động QC từ 2÷3 đơn vị) Nhìn chung, kết quan trắc khơng khí khu vực làm việc cho 480 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018 ISBN: 978-604-82-2548-3 thấy axit khuếch tán xưởng vượt ngưỡng QC từ 1,1÷1,7 lần Kết cho thấy, không áp dụng hệ thống xử lý khí thải khơng khí thải chứa hàm lượng axit cao Mặc dù xưởng mạ trang bị hệ thống quạt thơng gió cơng suất lớn, hệ thống chụp hút axit có kích thước nhỏ bể chứa axit nhiệt độ khu làm việc từ 28÷37o C Ở điều kiện này, axit HCl, H2 SO4 dễ bay hơi, nguyên nhân làm tăng nồng độ khí axit khu vực sản xuất Kết quan trắc khí thải qua xử lý dung dịch NaOH bảng Bảng 3.2 Khí thải sản xuất qua xử lý Thông số Đơn vị KT1 KT2 KT3 Lần (10/2017) CO mg/m 560 520 340 TSP mg/m3 185 147 146 SO2 mg/m3 370 330 220 NOx mg/m3 500 510 460 H2SO4 mg/m3 33 28 17 HCl mg/m3 21 25 20 Lần (4/2018) CO mg/m 430 460 410 TSP mg/m3 140 135 152 SO2 mg/m3 320 340 200 NOx mg/m3 450 540 370 H2SO4 mg/m3 31 32 15 HCl mg/m3 20 29 23 KT4 QC 330 149 300 440 19 22 1000 200 500 850 50 50 Hình 3.1 Xử lý khí qua hấp thụ NaOH Các số liệu biểu diễn đồ thị cho thấy, xử lý khí thải axit dung dịch NaOH cho kết nồng độ khí sau xử lý giảm trung bình từ 44÷58% lượng axit, NOx H2 SO4 giảm khoảng nửa so với trước xử lý, HCl giảm khoảng 44% SO2 giảm đáng kể tới 58% Từ kết này, kết luận sử dụng dung dịch NaOH tháp hấp thụ kiểm sốt khí axit phát thải khơng khí Trong điều kiện khoa học cơng nghệ kinh phí áp dụng Việt Nam, giải pháp dùng dung dịch NaOH để xử lý khí thải ngành mạ ưu việt cho hiệu cao KẾT LUẬN Môi trường khơng khí khu vực sản xuất có nồng độ khí axit cao QC từ 1,10 ÷1,71 lần Kết cho thấy, khí thải axit độc hại NOx, SO2, HCl, H2SO4 không 370 1000 xử lý triệt để, lâu dài ảnh hưởng tới sức khỏe người lao động môi trường 163 200 Kết phân tích chất lượng khí thải qua 310 500 xử lý dung dịch NaOH cho thấy phương 360 850 pháp kiểm soát thông số axit 18 50 NOx, SO2 , HCl, H2 SO4 so với QCVN 27 50 19:2009/BTNMT (Cột B) cho kết xử lý từ 44÷58% Chứng tỏ, giải pháp sử dụng Kết phân tích cho thấy, sau qua dung dịch hấp thụ NaOH xử lý khí thải tháp xử lý hấp thụ dung dịch NaOH, xi mạ ngành công nghiệp liên quan hầu hết thơng số khí thải quan trắc đến mạ phù hợp, hiệu kinh tế nằm giới hạn QC Cụ thể, TSP thấp QC từ 0,47÷0,85 mg/m3 , CO thấp QC từ TÀI LIỆU THAM KHẢO 440÷670 mg/m3 Về khí thải axit, SO2 , [1] Trần Ngọc Chấn, 2000, Ơ nhiễm khơng k hí NO2 , HCl, H2 SO4 nằm ngưỡng QC cho xử lý khí thải, tập 1, 3, Nhà xuất phép xả thải, thấp QC từ 2,1÷3,3 lần Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Chẳng hạn, HCl trung bình thải từ tháp [2] Nguyễn Đức Huệ, 2016, Giáo trình Độc xử lý dao động từ 22,0÷24,6 mg/m3 , học Môi trường, Nhà xuất Đại học H2 SO4 dao động khoảng 24,2 mg/m3 Quốc Gia Hà Nội) Hiệu xử lý khí thải qua tháp hấp thụ [3] Nguyễn Văn Lộc, 2011, Sổ tay Công nghệ mạ điện, Nhà xuất Bách Khoa Hà Nội NaOH tổng hợp đồ thị sau: 481 ... cho kết xử lý từ 44÷58% Chứng tỏ, giải pháp sử dụng Kết phân tích cho thấy, sau qua dung dịch hấp thụ NaOH xử lý khí thải tháp xử lý hấp thụ dung dịch NaOH, xi mạ ngành công nghiệp liên quan hầu... Nam, giải pháp dùng dung dịch NaOH để xử lý khí thải ngành mạ ưu việt cho hiệu cao KẾT LUẬN Mơi trường khơng khí khu vực sản xuất có nồng độ khí axit cao QC từ 1,10 ÷1,71 lần Kết cho thấy, khí thải. .. biện pháp cho chi phí rẻ xử lý số loại khí thải HCl H2 SO4 , mà không xử lý triệt để SO2 hiệu khơng cao Các khí thải axit cần hấp thụ dung dịch có tính kiềm Kết quan trắc khí thải khu vực sản xuất