SỔ TAY HƯỚNG DẪN XỬ LÝ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG TRONG SẢN XUẤT TIỂU THỦ CÔNG NGHIỆP Tập 8 : XỬ LÝ Ô NHIỄM NGÀNH MẠ ĐIỆN docx

Trong phương pháp mài thường sử dụng các loại bột mài như oxit nhôm Al2O3, các loại lơ đánh bóng, trong quá trình này chất thải gây ô nhiễm là các loại bụi do các vật tư sử dụng gây nên

SỞ KHOA HỌC, CÔNG NGHỆ VÀ MÔI TRƯỜNG

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

SỔ TAY HƯỚNG DẪN

XỬ LÝ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG TRONG SẢN XUẤT TIỂU THỦ CÔNG NGHIỆP

Tập 8 :

XỬ LÝ Ô NHIỄM

NGÀNH MẠ ĐIỆN

\]\] Thành phố Hồ Chí Minh 1998 \]\]

MỤC LỤC

1 CÁC VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG NGÀNH MẠ ĐIỆN TTCN

1.1.1 Các phương pháp mạ điện trong sản xuất TTCN 6

1.2 Các nguồn gây ô nhiễm trong công nghệ mạ điện 8

1.4 Độc tính của một số hóa chất sử dụng trong mạ điện 10

1.5 Điều kiện an toàn lao động trong công nghệ mạ điện 12

1.5.1 An toàn lao động trong phân xưởng mạ điện 12

2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ Ô NHIỄM

2.1 Các phương pháp xử lý nước thải mạ điện 14

2.1.1 Phương pháp làm sạch xyanua trong nước thải 15

2.1.2 Phương pháp xử lý nước thải chứa crôm 16

2.1.3 Xử lý nước thải có chứa axit hoặc kiềm 17

3 CÁC GIẢI PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRONG CƠ SỞ

MẠ ĐIỆN TTCN

3.2 Đơn vị mạ điện đã áp dụng hệ thống xử lý nước thải 32

4 KHÁI TOÁN CHO HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI

4.1 Khái toán cho hệ thống xử lý nước thải theo phương pháp

4.2 Khái toán cho hệ thống xử lý nước thải theo phương pháp

LỜI NÓI ĐẦU

ạ điện là một ngành có mức độ gây ô nhiễm môi trường cao bởi các tác nhân chính sau : hơi hóa chất độc hại, nước thải có pH thay đổi thấp và cao và chứa nhiều các ion kim loại nặng dễ gây cho con người những căn bệnh hiểm nghèo

Việc khắc phục các tác nhân ô nhiễm trên nhằm bảo đảm cho môi trường làm việc cho người trực tiếp sản xuất và bảo vệ môi trường chung là vấn đề kỹ thuật bắt buộc, ngay cả khi cơ sở sản xuất đặt trong khu công nghiệp tập trung

Tại Thành phố Hồ Chí Minh , các cơ sở mạ điện tiểu thủ công nghiệp thường tổ chức sản xuất ngay trong nơi ở, mặt bằng chật hẹp, công nghệ và thiết bị lạc hậu Ở các cơ sở có mặt bằng qúa hẹp và qúa bất lợi, việc khắc phục ô nhiễm đôi khi không thể thực hiện được Với các cơ sở có điều kiện mặt bằng tương đối thuận lợi thì việc xử lý nhằm giảm thiểu ô nhiễm với chi phí thấp, vận hành đơn giản và không chiếm nhiều diện tích vẫn là những đòi hỏi có tính ưu tiên

Tài liệu trình bày các giải pháp xử lý ô nhiễm phù hợp với các điều kiện hiện nay của các cơ sở mạ điện tiểu thủ công nghiệp tại thành phố Hồ Chí Minh, nhưng nó cũng thích hợp cả cho các cơ sở sản xuất trong các khu công nghiệp tập trung

Tài liệu này là một phần của Sổ tay hướng dẫn xử lý ô nhiễm môi trường trong sản xuất tiểu thủ công nghiệp tại Thành phố Hồ Chí Minh

CHỦ TRÌ : PGS TS NGUYỄN THIỆN NHÂN

BIÊN SOẠN : PTS NGUYỄN THANH HỒNG

PTS BÙI QUANG CƯ

M

CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ CÁC THUẬT NGỮ BOD

Đơn vị đo mg /l hoặc ppm

COD

(Chemical

Oxygene

Demand)

Nhu cầu Oxy hóa học , là chỉ tiêu phản ánh tổng lượng hữu

cơ có trong nước thải bị phân hủy bởi phản ứng oxy hóa bằng phương pháp hóa học

Đơn vị đo mg/l hoặc ppm

pH Là chỉ số đo độ axít - kiềm của nước thải Thang đo của pH

từ 0-14 Dung dịch trung hòa có pH = 7; khi chỉ số pH càng cao hơn 7 thì dung dịch có tính kiềm càng lớn, ngược lại, chỉ số pH càng nhỏ hơn 7 thì tính axít càng nhiều

Cation Là các ion mang điện tích dương trong dung dịch Khi có

hiệu điện thế trong dung dịch các cation dịch chuyển về phía điện cực âm (Catốt)

Anion Là các ion mang điện tích âm trong dung dịch

Nhựa trao đổi

Nhựa trao đổi

Fe 2+; Al3+, Cr3+… ) Nhựa Cationit sau khi bão hòa có thể tái sinh (phục hồi khả năng trao đổi như ban đầu) bằng dung dịch H2SO4 2%-4% hoặc dung dịch muối ăn NaCl 2% - 4%

Nhựa trao đổi

Dung lượng

trao đổi ion

của nhựa

Là đại lượng đặc trưng thể hiện khả năng trao đổi ion của

từng loại nhựa trao đổi ion, Đơn vị đo là mili đương lượng

chất trao đổi / mililit nhựa (meq/ ml)

Kết tủa Là hợp chất bazơ của các ion kim loại nặng kết hợp với các

Hydroxyt kim

loại nặng

ion OH- (Hydroxyl) trong môi trường kiềm Các chất này thường là các kết tủa có thể lắng tách ra khỏi nước thải

1 CÁC VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG CỦA NGÀNH MẠ ĐIỆN

1.1 Khái quát về công nghệ mạ điện :

Mạ điện kim loại đã ra đời và phát triển hàng trăm năm nay, mạ không chỉ nhằm bảo vệ kim loại nền khỏi bị ăn mòn mà còn có tác dụng trang trí Tuỳ theo mục đích sử dụng mà áp dụng nhiều kỹ thuật mạ phủ các kim loại khác nhau; hiện nay phổ biến nhất trong ngành mạ tiểu thủ công nghiệp là mạ phủ các kim loại như đồng, niken, kẽm, crôm, vàng và bạc Các công nghệ mạ điện kim loại đều qua các công đoạn cơ bản theo sơ đồ sau :

Vật mạ, phôi mạ

Đánh bóng, Quay bóng

Mạ phủ kim loại :

Gia công bề mặt Mài thô , mài tinh

Tẩy dầu mỡ

Tẩy gỉõ

Trước khi mạ, bề mặt mạ 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 toàn lớp mạ mới đồng nhất như ý

Các phương pháp gia công bề mặt trước khi mạ:

- Phương pháp cơ khí : mài thô, mài tinh, đánh bóng, quay bóng, xóc bóng trong thùng quay

- Phương pháp hóa học hay điện hóa bao gồm : Tẩy dầu mỡ, tẩy gỉ, tẩy lại làm bóng bề mặt, rửa sạch

Trong phương pháp mài thường sử dụng các loại bột mài như oxit nhôm (Al2O3), các loại lơ đánh bóng, trong quá trình này chất thải gây ô nhiễm là các loại bụi do các vật tư sử dụng gây nên như bột mài, các vật liệu mạ bị mài mòn như bụi sắt, đồng, kền, oxit crôm, silic, … các hạt này rất nhỏ, bay trong không khí và có thể gây ô nhiễm cho công nhân, công nhân làm việc trong khâu này dễ bị các bệnh về mắt phổi và da do hít phải các loại bột kim loại, bột silic và các chất độc khác Nhất thiết trong quy trình mỗi máy mài phải có chụp hút bụi

Quay bóng: Các vật thể không thể mài bóng được như ốc vít thì phải quay bóng

Quay bóng khô: thường dùng cho ốc vít bu loong, các vật tư sử dụng là mùn cưa, bột mài, vôi bột tỷ lệ giữa vật đánh bóng và vật liệu đánh bóng thường là1/4 - 1/2 Quay bóng ướt: dùng đối với các chi tiết nhỏ như đinh vít, đồ nữ trang giả Nếu chi

tiết bằng kim loại màu thì dùng axit sunfuaric 5% cho thêm các chất hoạt động bề mặt như bột cây, trái bồ kết Nếu chi tiết bằng kim loại đen thì tẩy gỉ và dầu mỡ

Tẩy dầu mỡ : Tùy theo loại dầu mỡ mà sử dụng các chất tẩy dầu mỡ khác nhau :

- Tẩy dầu mỡ trong dung môi hữu cơ

- Tẩy dầu trong dung dịch kiềm và nhũ tương

- Tẩy dầu mỡ điện hóa

Trong các cơ sở tiểu thủ công nghiệp thường tẩy dầu mỡ bằng kiềm, nhũ tương

Tẩy gỉ : Tùy theo bản chất kim loại của vật mạ mà chọn phương pháp tẩy gỉ Trong

quá trình tẩy dầu mỡ, quay bóng, đã có xảy ra hiện tượng tẩy gỉ

Tẩy gỉ hóa học : Thường sử dụng các loại axit HCl, H2SO4 có nồng độ 10% để tẩy

gỉ Axit sunfuaric được sử dụng nhiều hơn vì giá thành rẻ và không bay hơi Khi tẩy

gỉ cho đồng thì dùng hỗn hợp H2SO4 và HNO3 ngoài ra để tăng tốc độ tẩy gỉ người

ta cho thêm muối FeSO4 và Fe(NO3)2 vào dung dịch axit Ngoài ra còn sử dụng các chất ức chế ăn mòn như (NH4)2CS, urotropin, giêlatin, phenol

Quá trình tẩy gỉ hoá học thường sinh ra khí hydro (và oxit nitơ nếu tẩy gỉ cho đồng) Các khí hydro, oxit nitơ thoát ra và gây chứng viêm họng, cay mắt và độc hại Các nước thải có chứa axit khi thải ra ngoài phải trung hòa bằng xút hoặc vôi, hoặc đá vôi đến pH trung tính (6 - 7) Khí hydro là loại khí dễ gây nổ, cháy do đó phải tiến hành làm việc ở chỗ thoáng, có quạt thông gió

1.1.1 Các phương pháp mạ điện thường sử dụng trong sản xuất TTCN :

a/ Mạ kẽm :

Mạ kẽm thường sử dụng để tạo lớp trang trí hay bảo vệ cho sắt thép Do thế điện động tiêu chuẩn của kẽm nhỏ hơn sắt nên khi bị ăn mòn thì lớp kẽm bị ăn mòn trước Lớp kẽm dẻo dễ kéo, dễ dát mỏng Sản phẩm mạ kẽm thường gặp như chi tiết ốc vít, tôn lợp nhà, đường ống nước, dây thép (dây kẽm)

Mạ kẽm thường phân loại theo nền hóa chất sử dụng : dung dịch axit, dung dịch xianua, dung dịch borat, dung dịch amoniac, dung dịch pyrophotphat

Mạ kẽm trong dung dịch amoniacat :

Hiện nay trong Thành phố thường sử dụng phương pháp mạ kẽm trong dung dịch amoniacat Trong dung dịch thành phần chủ yếu là [Zn(NH3)n(H2O)m]2+

dung dịch này ít độc, vì có sự phân ly rất yếu

ZnO + NH4Cl = Zn(NH3)2Cl2 + H2O

Ngoài ra để ổn định pH thường sử dụng các dung dịch đệm H3BO3,

NaCH3COO, và các chất hoạt động bề mặt như keo, giêlalin…

Phương pháp này dùng để mạ các chi tiết nhỏ trong bể mạ quay

Mạ kẽm trong dung dịch axit :

Đây là dung dịch mạ kẽm đơn giản nên được ứng dụng rộng rãi, dung dịch này cho lớp mạ sáng mờ, hiện nay ít sử dụng tại thành phố Hồ Chí Minh

Mạ kẽm trong dung dịch xianua :

Mạ kẽm trong dung dịch xianua có sản phẩm đẹp thường dùng mạ các chi

tiết phức tạp thành phần chính là Na2[Zn(CN)4]

2ZnO + 4NaCN = Na2[Zn(CN)4] + Na2ZnO2

Ngoài ra để tạo độ bóng thường cho thêm dung dịch tạo bóng như glycerin, và thêm NaOH để chống thủy phân CN-

Thụ động hóa lớp mạ kẽm :

Trong công nghệ mạ kẽm thụ động hóa lớp mạ để tạo độ bóng, tạo màu, và làm cho độ bền của lớp mạ kẽm tăng lên; các dung dịch thụ động hóa thường chứa muối crôm, crômat và các loại axit khác

b/ Mạ niken :

Niken là kim loại màu trắng bạc, hơi mềm Lớp mạ niken dẻo, dễ đánh bóng tạo độ bóng rất cao và bền nhờ màng thụ động mỏng, chịu được các điều kiện khắc nghiệt của axit, kiềm và muối

Mạ niken lên sắt thép nhằm bảo vệ vật mạ không bị ăn mòn do thế tiêu chuẩn của Niken (-0,25V) cao hơn thế tiêu chuẩn của sắt (- 0,44V) Để cho vật mạ bền thường mạ hai lớp Ni/Cu hoặc 3 lớp Ni/Cu/Cr lớp đồng có tác dụng lót và gắn chặt niken với kim loại nền, làm cho lớp mạ niken bền hơn Mạ niken ứng dụng nhiều trong công nghiệp: mạ bảo vệ chống ăn mòn trong môi trường xâm thực mạnh, mạ chịu mài mòn, mạ khuôn bản in, các chi tiết xe hơi, xe đạp, xe gắn máy… Mạ niken có nhiều phương pháp khác nhau :

+ Mạ niken trong dung dịch axit

+ Mạ niken bóng

+ Mạ niken đen

+ Mạ niken đặc biệt khác

Mạ niken trong dung dịch sunfat được sử dụng rộng rãi nhất trong công nghiệp mạ niken Thành phần chính là muối niken sunfat (NiSO4.7H2O) hàm lượng dao động tùy theo công nghệ sử dụng, ngoài ra còn dùng các chất đệm ổn định pH

cho quá trình mạ là axit boric, natri axetat

Mạ niken bóng là lớp mạ trang trí có lớp mạ bóng như gương Để tăng độ bóng người ta sử dụng phụ gia là các hợp chất hữu cơ có nhóm chức =C-SO2 như 2,6-disunfonaptalen, paratoluen sunfamit, o-bezen sunfamit và các chất khác như cumarin, 1,4-butindiol, và các muối vô cơ khác Ở các cơ sở tiểu thủ công nghiệp hiện nay thường sử dụng công nghệ mạ niken bóng

c/ Mạ Crôm :

Crôm là kim loại cứng, trắng theo thế tiêu chuẩn của crôm (-0,744V) thấp hơn sắt (-0,44V) Vì vậy đáng lẽ ra crôm dễ bị ăn mòn hơn sắt song trên bề mặt của crôm có lớp oxit rất bền vững nên mạ crôm bền trong môi trường xâm thực, rất bền trong khí quyển

Lớp mạ crôm có độ bóng cao, mầu sáng trắng, có ánh xanh, crôm rất dễ mạ lên các kim loại như sắt, đồng, niken, chì, kẽm do đó crôm được sử dụng trong mạ trang trí, mạ bảo vệ (phụ tùng xe hơi, xe gắn máy, xe đạp, đồ gia dụng,) mạ crôm tăng tính phản xạ ánh sáng, làm gương phản chiếu Mạ crôm các chi tiết chính xác, làm tăng độ mài mòn như mạ khuôn đúc, khuôn dập, khuôn in, các chi tiết chịu mài mòn như xilanh, vòng găng của động cơ đốt trong

Mạ crôm đặc biệt so với các quá trình khác : Thành phần chất mạ chính là axit crômic (CrO3) và có thêm một ít chất phụ gia khác như SO4-, SiF62-

Tùy mục đích mà người ta sử dụng các dung dịch CrO3 có nồng độ khác nhau : + Mạ trang trí nồng độ crômic 250 - 500 g/l

+ Mạ phục hồi nồng độ crômic 150 - 200 g/l

d/ Mạ đồng:

Lớp mạ đồng có màu hồng đỏ nhưng trong không khí dễ bị rỉ do tác dụng với oxy và axit cacbonic tạo ra CaCO3 có màu xanh, đồng tan trong axit nitric và không tan trong axít sunfuaric loãng và axit clohydric Mạ đồng thường dùng trong mỹ thuật làm lớp mạ lót trang trí, lớp mạ bảo vệ các chi tiết thép khỏi bị thấm cacbon, thấm nitơ … Lớp mạ đồng dùng trong kỹ thuật đúc điện làm các bản sao từ các đồ mỹ nghệ và để tạo hình các chi tiết phức tạp Mạ đồng được dùng rộng rãi trong các lĩnh vực chế tạo máy và chế tạo dụng cụ

Mạ đồng có thể thực hiện từ các dung dịch mạ khác nhau ;

+ Mạ đồng trong dung dịch xianua

+ Mạ đồng trong dung dịch không có xianua

+ Mạ đồng trong dung dịch axit

+ Và các loại mạ đồng đặc biệt khác

Mạ đồng trong dung dịch xianua

Dung dịch sử dụng trong mạ đồng xianua là

CuCN + NaCN = Na[Cu(CN)2]

Na[Cu(CN)2] + NaCN = Na2[Cu(CN)3]

Na2[Cu(CN)3] + NaCN = Na3[Cu(CN)4]

Mạ đồng trong dung dịch xianua thường được sử dụng mạ các chi tiết phức tạp vì hiệu suất đồng thấp và chi phí cao

Mạ đồng trong các dung dịch không có xianua

Do dung dịch xianua độc nên người ta sử dụng các dung dịch tạo phức khác của đồng mà không có xianua đó là các chất họ amin như etylendiamin, trietanolamin, amoniac, muối photpho

Mạ đồng trong dung dịch axit

Thường dùng nhất là muối sunfat đồng Do trong môi trường axit nên không thể mạ trực tiếp lên bề mặt của thép được, muốn mạ lên bề mặt của thép người ta thường mạ lót một lớp mỏng đồng trong dung dịch xianua sau đó mới mạ tiếp đồng trong dung dịch axit lên trên, thường để làm bóng bề mặt người ta cho thêm một số chất tạo bóng như thioure, axit napthalendisunfonic, hồ tinh bột … và

các chất hoạt động bề mặt

1.2 Các nguồn gây ô nhiễm trong công nghệ mạ điện

Công đoạn

Công nghệ

Mài thô, mài

Bụi, rác công nghiệp ảnh hưởng đến môi trường

Quay bóng

ướt

Bột kim loại, axit sunfuaric, các chất hoạt động bề mặt

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

Tẩy dầu mỡ

bằng dung

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

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

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 chủ yếu 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 Florua Axit Boric Axit 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

Mạcrôm

(nhuộm

crôm)

Axit sunfuaric Axit crômic

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

1.3 Các chất ô nhiễm đặc trưng trong nước thải ngành mạ điện :

Đặc trưng chung của nước thải ngành mạ điện là chứa các hàm lượng cao các muối vô cơ, và kim loại nặng Tuỳ theo kim loại của lớp mạ mà nguồn ô nhiễm chính có thể là đồng, kẽm, crôm, hoặc niken và cũng tuỳ thuộc vào loại muối kim loại sử dụng mà nước thải có chứa các độc tố khác như xianua, muối sunphát, crômat, amonium Trong nước thải xi mạ thường có sự thay đổi pH rất rộng từ rất axít (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 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 xủ lý chính trong nước thải mạ điện là các ion vô cơ mà đặc biệt là các muối kim loại nặng như Crôm, Niken, Đồng, Kẽm , Xianua, Crômat , Sắt …

Bảng các chỉ số ô nhiễm kim loại nặng của nước thải mạ điện

Tiêu chuẩn kiểm soát TCVN 5945-1995

Chỉ tiêu Đơn vị Nước thải chưa

• Nước thải công nghiệp có giá trị các thông số và nồng độ các chất thành phần lớn hơn giá trị quy định trong cột B nhưng không vượt quá giá trị quy định trong cột C chỉ được phép đổ vào các nơi được quy định

1.4 Độc tính một số hóa chất sử dụng trong công nghệ xi mạ

Sunfuaric axitø : H 2 SO 4

Là chất lỏng trong, nặng ,tỷ trọng 1,8g/cm3 Axit sunfuaric đặc tiếp xúc với cơ thể sống sẽ nhanh chóng gây bỏng nặng, phá hủy tế bào, đây là yếu tố chính gây nguy hiểm cho những người tiếp xúc với axit sunfuaric đặc

Nếu axit sunfuaric loãng không có tác động gây bỏng tức thời nhưng tiếp xúc lâu ngày gây hại da, viêm da, viêm đường hô hấp trên gây viêm phế quản mãn

Hít phải hơi axit sunfuaric đặc (axit sunfuaric bốc khói -oleum) sẽ làm hư hại ngay tế bào phổi, ngây ngất, choáng

Axit clohydric HCl :

Là dung dịch không màu hoặc có màu vàng nhạt do lẫn muối sắt hóa trị ba Bốc khói trong không khí Là chất có độ axit mạnh, gây ăn mòn nhanh, khi axit dính vào niêm mạc, da gây bỏng, rát ngứa nếu hít phải hơi gây kích thích đường hô hấp trên nồng độ 35ppm trong không khí gây ngứa họng ngay sau khi tiếp xúc Nồng độ 1000ppm trong không khí gây nguy hiểm khi tiếp xúc

Axit nitric HNO 3 :

Là chất lỏng, trong không màu, bốc khói trong không khí, có tính ăn mòn mạnh Hơi axit nitơric kích thích niêm mạc cơ, mắt, đường hô hấp trên và da, khi tác dụng với một số kim loại giải phóng oxit nitơ rất độc

Hydrogen peroxit H 2 O 2 :

Còn gọi là nước oxi già ,là chất lỏng có tính oxi hóa mạnh, sủi bọt khi gặp các chất hữu cơ dễ bị phân hủy, dung dịch và hơi H2O2 gây kích thích và bỏng da, nồng độ càng cao thì gây tác động càng mạnh, khi chạm vào da thì sủi bọt và để lại vết cháy màu trắng Mắt rất nhạy cảm với hơi và dung dịch H2O2 Là chất oxy hóa mạnh nên nó dễ gây cháy và nổ

Xút – (Caustic soda ) NaOH :

Là chất rắn màu trắng đục, dễ chảy rữa trong không khí, tác dụng ăn mòn

mạnh và có tên là xút ăn da Cả chất rắn và dung dịch của xút là chất ăn mòn rất

mạnh đối với tế bào cơ thể và triệu chứng rất hiển nhiên Gây bỏng rất sâu, rất khó lành và khi lành để lại sẹo rất xấu Tiếp xúc với dung dịch loãng lâu ngày cũng gây hư da, viêm da, không khôi phục được Hít phải dung dịch xút hoặc hơi xút làm gây đường hô hấp gây tổn thương phổi Khi bị bỏng bởi xút dùng vòi nước rửa sạch xút nhưng tránh làm hủy hoại thêm vết thương Nếu bị văng vào mắt thì phải rửa sạch bằng nước ấm trong khoảng 15 phút sau khi sơ cứu phải đưa đi bệnh viện cấp cứu

Các hợp chất xianua : KCN , NaCN

Tinh thể trắng, có mùi hạnh nhân nhẹ tan tốt trong nước Dung dịch trong

nước có phản ứng kiềm Là chất độc bảng B , độc tố chủ yếu là HCN, các chất

xianua bay hơi tạo ra HCN có tác dụng cản trở oxy hoá của tế bào và gây chết do ngạt thở Công nhân làm việc trong các xưởng mạ, hàng ngày tiếp xúc với xianua,

dễ bị chứng xianua thể hiện là bị ngứa, nổi mụn sần, chấm đỏ trên da Tiếp xúc với

lượng nhỏ xianua trong thời gian lâu sẽ bị kém ăn, đau đầu, yếu mệt, ói, hoa mắt, chóng mặt và triệu chứng ngứa đường hô hấp trên

HCN gây ra phản ứng mạnh với một số chất bởi nhiệt độ ẩm và giải phóng khí HCN rất độc Chất xianua rất dễ giải phóng ra HCN , khí HCN dễ bốc cháy

CO2 của không khí cũng thường tác dụng với dung dịch muối KCN, NaCN để giải phóng HCN ,là một chất độc mạnh , nên tránh tiếp xúc với hơi xianua và các dung dịch có chứa xianua

Các muối của đồng : CuCl 2 , CuSO 4 , Cu(NO 3 ) 2 , Cu(CO 3 ) 2 ,

Gây độc tính gây kích thích nhẹ , gây dị ứng nhẹ Hiùt phải bụi của đồng sẽ gây ảnh hưởng xấu gan và tụy và làm tổn thương tế bào phổi Các muối đồng gây ra các kích thích ngứa da và kết mạc do bị dị ứng Oxit đồng hóa trị 1 còn gây kích thích ngứa mắt và đường hô hấp trên những người tiếp xúc thường xuyên với đồng hợp chất của đồng thường bị có hiện tượng mất màu của da Người uống phải đồng

sunfat sẽ bị ói mửa, đau dạ dày, choáng , thiếu máu, vọp bẻ, co giật, hôn mê và có thể chết Đồng có thể gây ảnh hưởng đến thần kinh, thận, một vài trường hợp dẫn đến gan to

Các hợp chất crôm CrO 3 , Cr 2 (SO 4 ) 3 , K 2 Cr 2 O 7 , :

Crôm axit (CrO3), crômsunfat Cr2(SO4)3 , bicrômatkali, bicrômatnatri Crômic axit và các muối của crôm gây nên ăn mòn da và các màng cơ Các thương tổn gây ra thường ở những bộ phận tiếp xúc với hơi và hóa chất như niêm mạc mũi tay và cánh tay Tính chất thương tổn thường là sâu, các mụn nhọt loét sâu và khó lành Những nhọt nhỏ như đầu que diêm và bút chì thường thấy ở xung quanh móng tay, khớp ngón tay, mu bàn tay và cánh tay những mụn nhỏ này có vẻ sạch và phát triển chậm, chúng thường ít gây cảm giác đau mặc dù là các nhọt sâu Chúng rất lâu lành và để lại sẹo Trong niêm mạc mũi các nhọt nhỏ thường kèm theo mủ và cứng Nếu tiếp xúc lâu bệnh có thể gây thủng niêm mạc mũi, muối crômat còn gây ung thư phổi

Các hợp chất của kẽm ZnO, ZnSO 4 , ZnCl 2 :

Kẽm oxit (ZnO), kẽm sunfat(ZnSO4), kẽm clorua(ZnCl2) là chất ít độc nhưng khi hít phải khói của oxit kẽm thì bị mắc bệnh gọi là “cảm đồng thau”, nếu hít phải các loại khói của kẽm clorua sẽ bị bị tổn thương phổi Các muối kẽm tan có

vị kim loại mạnh, lượng nhỏ muối kẽm gây ói, mửa, và nhiều hơn sẽ gây ói mạnh và gây xổ

Hít phải khói clorua kẽm lâu ngày gây ra tổn thương niêm mạc hô hấp và gây ra chứng xanh tái Kẽm clorua có tính ăn mòn nên gây ra lở loét ngón tay, bàn tay, cánh tay cho những người tiếp xúc lâu ngày

Các hợp chất niken NiO, NiCl 2 , NiSO 4 7 H 2 O , Ni(NO 3 ) 2 :

Oxyt niken NiO, niken chlorua NiCl2, niken sunphát NiSO4 .7 H2O, niken nitrat Ni(NO3)2 Các hợp chất của niken được coi chất gây nhiễm độc hệ thống Thử một lượng lớn 1 - 3mg/1kg đối với chó cho thấy niken gây ra rối loạn tiêu hóa,

co giật, ngạt thở Niken tìm thấy trong tóc người tiếp xúc lâu ngày với các hợp chất của niken Hiệu ứng chung cho những người tiếp xúc thường xuyên với muối niken là bị ngứa Viêm da thường xảy ra đối với những người mạ kền, đặc biệt dễ xảy ra ở môi trường có độ ẩm và nhiệt độ cao, chủ yếu nơi thương tổn trên cơ thể là tay và

cánh tay Nikel cacbonyl gây kích thích phổi và gây ra ngạt thở

Amoniac ( NH 4 OH ) và các hợp chất amoni :

Là chất bay hơi giải phóng NH3 là chất có khả năng gây nổ và gây kích thích mạnh cho mặt da và những nơi tiếp xúc, ăn mòn rất mạnh khi bị tiếp xúc phải rửa ngay bằng nước sạch Gây các bệnh về đường hô hấp, da, mắt và niêm mạc phổi Dấu hiệu và triệu chứng khi tiếp xúc là ngứa mắt, niêm mạc, sưng mí mắt, ngứa mũi, cổ họng, ho, ói và khó thở các mụn nhỏ ở giác mạc mắt có thể xảy ra khi

bị văng dung dịch amoniac vào mắt

Các hợp chất flo (NaSi F 6 , HF; NaF )

Các hợp chất flo là các chất có độ độc cao Thường bị nhiễm độc cấp tính thường xảy ra khi tiếp xúc với HF Những bệnh mãn tính xảy ra ở những công nhân làm việc trực tiếp với flo thường bị bệnh xơ cứng mô do kết hợp của canxi trong xương với flo Răng bị đốm, xơ cứng gân, nhuyễn xương Khi bị nhiễm độc mãn tính có thể bị giảm cân, chán ăn thiếu máu, hư răng

1.5 Các điều kiện an toàn lao động trong ngành mạ điện :

1.5.1 An toàn trong phân xưởng mạ điện :

Người công nhân, kỹ thuật viên lao động trong phân xưởng mạ phải tuyệt đối thực hiện mọi chỉ dẫn về an toàn lao động, nội qui phòng cháy, chữa cháy, phòng chống độc hại hóa chất Tất cả những người làm ở phân xưởng mạ nhất thiết phải thực hiện các qui tắc kỹ thuật an toàn, vệ sinh công nghiệp và nội qui phòng chữa cháy

Chỉ những ai đã học kỹ bản hướng dẫn kỹ thuật an toàn và nội quy phòng cháy mới được vào làm việc trong phân xưởng mạ

1 Phân xưởng mạ cần quạt thông gió, rộng rãi, các máy móc hoạt động phải được bố trí một cách khoa học, hợp lý Kỹ thuật viên phải là người thông thạo có kinh nghiệm quản lý mọi công đoạn trong phân xuởng

2 Phân xưởng phải có tủ thuốc phòng tránh độc, cấp cứu sơ bộ, có các dụng cụ phòng chống cháy, an toàn về điện, an toàn về phòng chống độc hại do hóa chất gây nên

3 Người công nhân lao động trong phân xưởng phải nắm vững công việc mình làm và có hiểu biết một số điểm cơ bản về sử dụng điện, về cháy, nổ, về tính độc hại của hóa chất

4 Công nhân trong giờ làm việc phải mặc quần áo bảo hộ lao động và phải mang các trang thiết bị lao động cần thiết như găng tay, ủng, khẩu trang Khi làm việc trong môi trường có khí độc thoát ra cần sử dụng mặt nạ phòng độc Trong thời gian

lao động trong phân xưởng mạ, tránh ăn uống, hút thuốc, tránh nói chuyện đùa giỡn, tránh dùng tay tiếp xúc trực tiếp với hoá chất Không được để đổ, vãi hóa chất

ra nền nhà, bàn ghế

Nền nhà sản xuất phải không hút các dung dịch và phải lát gạch chịu axit và kiềm

Các hóa chất phải bảo quản trong bình kín Mọi hóa chất sử dụng trong phân xưởng mạ phải được sắp xếp có trật tự , riêng biệt, mọi hóa chất phải có nhãn, bao bì phải bảo đảm chắc chắn Các chất độc như xianua phải được giữ kín, quản lý chặt chẽ, an toàn Các chai có axit hoặc kiềm phải đặt trong các giỏ

Ở những chỗ có thể gây bỏng hóa chất phải trang bị các bình chữa cháy và vòi để rửa da và rửa mắt Ở đây phải có các chất để trung hòa axit (vôi, xút, bột đá vôi… )

Trong trường hợp sơ ý đổ hóa chất ra ngoài phải biết cách giải quyết nhanh có hiệu quả

Mọi dụng cụ có xianua cần phải được rửa, trung hòa trong dung dịch FeSO4 để khử độc Khi sơ ý làm đổ hoặc rớt xianua ra ngoài phải dùng FeSO4

(dung dịch đặc) để khử độc Các axit đổ vãi ra ngoài phải dùng rẻ khô lau và rắc vôi bột lên

Khi mở các bình đựng NaOH, CrO3 … phải có thiết bị bảo vệ, khi đổ các phế liệu dung môi hữu cơ phải đổ vào các bình đặc biệt không gây cháy, gây nổ Cấm đổ các dung môi hữu cơ vào các cống thải Các dung môi hữu cơ phế liệu phải hủy

Khi làm với các chất cháy, dung môi phải loại trừ mọi khả năng phát lửa (dây điện, bếp…)

Khi pha loãng H 2 SO 4 đậm đặc, không được rót nước vào axit mà phải rót từ từ axít vào nước khuấy đều, nhớ đeo kính bảo hộ

1.5.2 Ngộ độc hóa chất - cách xử lý

Khi bị ngộ độc xianua, người ta bị cảm giác rát cổ, chảy nước bọt, tức ngực,

đau dạ dày, mạch yếu Ta phải lập tức đặt người bị nhiễm độc ra nơi thoáng gió,

rửa dạ dày bằng dung dịch thuốc tím 1g/l KMnO 4 , xong đưa ngay đến bệnh viện

Trong mọi thao tác có liên quan đến xianua cần phải thận trọng, tránh tiếp xúc trực tiếp, tránh hít thở phải khí HCN Mọi đồ dùng khi làm việc có liên quan đến xianua cần được ngâm tẩy trong dung dịch FeSO4

2 Các chất axit HCl, H 2 SO 4 , HNO 3

Axit H2SO4 đậm đặc rất nguy hiểm, làm cháy da thịt, gây những vết thưong khó chữa

Axit H2SO4 đậm đặc chứa vào bình chì , nhựa dày chắc chắn, có nắp chắc, kín, đặt vào chỗ an toàn Không được để dính H2SO4 ra ngoài Khi bị dính H 2 SO 4

đậm đặc dính vào da cần lập tức xối rửa kỹ dưới vòi nước lạnh và rửa bằng dung dịch soda 1%

Axit HNO3 đặc bốc khói trắng mạnh, độc hại đối với đường hô hấp Cần chứa axit HNO3 vào chai nhựa, thủy tinh màu, chắc chắn Các chất dễ cháy như xăng dầu không được để tiếp xúc với HNO3 , H2SO4 đậm đặc Khi HNO3 dính vào

da cần lập tức xối rửa kỹ dưới vòi nước lạnh và rửa bằng dung dịch soda1%

3 Các chất kiềm : NaOH, KOH, Ca(OH) 2

Các chất kiềm NaOH, KOH là những chất kết tinh màu trắng đục, hút ẩm

mạnh, tan trong nước phát nhiệt rất mạnh Dung dịch NaOH phá hủy giấy, gỗ, vải, gây bỏng cho da… Phải dùng giẻ lau khô, dùng dấm pha loãng rửa lại Không may uống nhầm phải dung dịch NaOH ta phải nôn ngay ra rồi uống dung dịch dấm loãng, sau uống sữa, lòng trắng trứng

4 Đồng và hợp chất của đồng (CuCO 3 , CuSO 4 , CuCN )

Những hợp chất đồng khi nhiễm vào cơ thể gây viêm, sưng ống thực quản, bí đái, nôn mửa, … Xử lý bằng gây nôn, uống lòng trắng trứng

5 Chì và hợp chất của chì (hơi chì, PbO, Pb 3 O 4 , (CH 3 COO) 2 Pb)

Khi nhiễm độc chì, niêm mạc ở lưỡi trắng, nhức đầu đau vùng thượng vị nôn

ra chất màu trắng, đau từng cơn, co giật, tê liệt, mạch cứng Khi uống nhầm phải dung dịch có chứa chì cần nôn ngay ra, sau đó uống dung dịch MgSO4 20 -30 g/l rửa dạ dày bằng than hoạt tính (một thìa than trong một cốc nước), đưa ngay đến bệnh viện

6 Kẽm và hợp chất của kẽm (ZnSO 4 , ZnCl 2 , ZnO…)

Các hợp chất kẽm có thể gây độc cho người với các triệu chứng: vị chát, buồn nôn, bỏng rát dạ dày, mạch không đều, ớn lạnh Xử lý bằng cách cho uống nước nóng, gây nôn, sau đó uống dung dịch soda loãng 1% hoặc sữa

2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ Ô NHIỄM

2.1 Các phương pháp xử lý nước thải mạ điện

Trong công nghệ mạ, dung dịch mạ được lọc và giữ lại trong bể mạ, phần hóa chất tiêu hao được bổ sung thêm để giữ nguyên thành phần dung dịch

Song mạ điện là công nghệ có sử dụng nhiều chất khác nhau, trong các công đoạn khác nhau từ khâu làm sạch phôi đến khâu mạ, sử dụng nước và các hoá chất để tẩy rửa vật mạ trước khi cho vào mạ cũng như sau khi lấy ra để thực hiện các công đoạn cho đến khi hoàn thành sản phẩm, sấy khô, đóng gói

Chất thải chính của quá trình mạ là nước thải xi mạ, nước rửa, tùy các phương pháp mạ khác nhau như mạ đồng, mạ crôm, mạ niken, mạ thiếc, mạ kẽm, mà các chất có chứa hàm lượng các muối kim loại vô cơ khác nhau Điểm giống nhau của nước thải công nghệ mạ là chứa nhiều các muối kim loại hòa tan, có độ

pH thay đổi rộng từ axit mạnh đến kiềm mạnh do đó công nghệ xử lý nước thải công nghệ xi mạ cũng chỉ có một số phương pháp chính dựa trên tính chất của các muối kim loại có trong nước thải

Làm sạch nước thải của công nghệ xi mạ có nhiệm vụ chính là loại bỏ các ion kim loại nặng có trong nước thải và gây độc cho môi trường như kẽm, crôm, crômat, niken, sắt, đồng, chì, thủy ngân và các chất độc khác như xianua, các chất hoạt động bề mặt, các chất hữu cơ phụ gia

Do đó để giải quyết việc giảm thiểu các hóa chất độc trong nước thải ta phân loại như sau

2.1.1 Các phương pháp làm sạch xianua trong nước thải :

Một sồ chầt độc như CN- ,CrO3 làø các độc tố rất mạnh, phải khử độc của nó Để khử độc người ta thường sử dụng các chất oxi hóa mạnh như nước Clo, natrihypoclorit (NaOCl), hay Chlorua vôi CaOCl2, thuốc tím (KMnO4.), hydrogen peroxit (H2O2 ) …

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 xianua phức tạp như [Cu(CN)2]-, [Cu(CN)3]2-, [Cu(CN)4]3-, [Zn(CN)4]3-… Lượng xianua

trong nước thải khi mạ dao động rất lớn Nếu trong dây chuyền công nghệ có thiết

bị lắng thì hàm lượng xianua trung bình khoảng 30 + 10mg/l Còn nếu không có bể lắng thì nồng độ xianua có thể tới 300mg/l, gây ô nhiễm nặng cho môi trường Nước thải trong quá trình mạ đồng, kẽm, bạc, vàng mạ các hợp kim có dùng xianua có tính độc cao nhất trong các loại nước thải của quá trình mạ Nó cần phải được xử lý để nồng độ xianua (CN-) không vượt quá 0,01mg/l

Để trung hòa nước thải chứa xianua (CN-), người ta thường dùng các chất oxy hóa như nước clo, natrihypoclorit (NaOCl), hay clorua vôi (CaOCl2,), thuốc tím (KMnO4.), hydrogen peroxit (H2O2 ) (oxy gìa)

Ngoài ra cũng có thể dùng sunfat sắt (II) FeSO4.7H2O để biến CN- thành một hợp chất xanh berlin hay xanh pruxơ không tan, làm cho xianua trở thành không độc

Oâxy hóa CN dùng các hợp chất clo

Nước thải trong phân xưởng mạ tập trung vào bể chứa bằng thép hay bê tông có lót nhựa PVC đậy kín, dùng nước Javen NaOCl để biến CN- đến CO2 và khí N2 sau khi kiểm tra nồng độ CN- còn lại nhỏ hơn 0,01mg/l mới thải ra ngoài

Để xử lý CN- trong thực tế người ta dùng NaOCl hay CaOCl2

Nhược điểm của dung dịch NaOCl là thể tích lớn (nước Javel thương phẩm chỉ chứa 15 - 16% NaOCl) và độ bền yếu

Clorua vôi ở dạng bột trắng, rắn, bền hơn nhiều so với nước Javel dễ chuyên trở, dễ sử dụng nhưng lại tạo nên các kết tủa CaCO3 Để duy trì pH = 10 cho giai đoạn oxy hóa CN- ở giai đoạn 1 ta dùng xút hay nước vôi Ca(OH)2

Để giảm pH = 7 - 8 cho giai đoạn oxy hóa triệt để CN-, ta sử dụng axit

H2SO4 kỹ thuật, thêm từ từ vào dung dịch khuấy đều đến pH = 7,5

Để xử lý xianua quy ra 1 kg HCN cần dùng 3,9 kg lượng ClO (từ đó có thể suy ra lượng dung dịch NaOCl hay khối lượng CaOCl2)

Để đảm bảo xử lý CN- một cách hoàn toàn, nhiều khi thường dùng lượng ClO gấp đôi Thời gian trung hòa ở các bể lớn khoảng 1 giờ cần thiết phải khuấy bể liên tục bằng máy bơm trong thể tích kín

Trong quá trình trung hòa xianua có tạo ra một số hydroxit kim loại như Cu(OH)2, Ca(OH)2 , Fe(OH)3 , Pb(OH)2 … và các chất Na2CO3, CaCO3 vv…

Trong thực tế sản xuất nhiều cơ sở dùng nước Cl2 Khi clo (Cl2) hòa tan trong nước : Cl2 + H2O = HClO + HCl Cơ chế phản ứng oxi hoá CN- vẫn theo như trình bày ở trên Cần phải chú ý giữ pH trong giới hạn 7,5 - 9,0 kiểm tra, điều chỉnh

pH

Oâxy hóa CN bằng FeSO 4 :

Trong điều kiện sản xuất nhỏ ở các xưởng mạ thủ công việc trung hòa CN- có thể tiến hành thuận lợi bằng dung dịch sắt (2) sunfat FeSO4 7H2O :

Fe2+ + 6CN- = Fe(CN)64-

Phản ứng tiếp theo tạo thành kết tủa không tan :

Fe(CN)64- + 2Fe2+ = Fe2Fe(CN)6 (xanh berlin)

hay 3Fe(CN)64- + 4Fe3+ = Fe4[Fe(CN)6]3 (xanh pruxơ)

Hằng số không bền của ion phức 3Fe(CN)64- bằng 10-36 Điều này có nghĩa không còn CN- dư nữa , tính độc hại của CN- bị loại trừ hoàn toàn

Khi mạ ở tư gia có sử dụng dung dịch xianua, nên dùng một chậu nhựa, hòa tan sẵn vài trăm gam FeSO4 tất cả dụng cụ dùng có tiếp xúc xianua và nước thải nên rửa hoặc ngâm vào dung dịch FeSO4 có dư FeSO4 (được bán rộng rãi ở các cửa hàng hóa chất )

Nếu không có sẵn FeSO4 có thể dùng 1-2 g KMnO4 hòa vào nước để ngâm rửa các dụng cụ, bao tay tiếp xúc với xianua (tác dụng chậm hơn FeSO4)

Tuyệt đối không để nước thải xianua lan ra ngoài Nếu có phải dùng giẻ thấm FeSO4 để lau vài lần

Để bảo đảm trung hòa hết lượng CN- ta dùng dư lượng thuốc tím Nếu ngâm hay trung hòa nước thải qua đêm mà màu tím dung dịch vẫn còn thì có thể coi như lượng CN- trong dung dịch đã bị oxi hóa hết

Trong những xí nghiệp mạ lớn, luợng nước thải chứa xianua nhiều cần tổ chức trung hòa xianua một cách chu đáo và nhất thiết phải phân tích hàm lượng xianua trước khi tháo nước thải ra ngoài

Công nhân làm việc trong phân xưởng mạ có dùng xianua phải tuân thủ các qui định an toàn lao động

Phân xưởng mạ có dùng xianua phải có quạt hút khí thông thóang

2.1.2 Xử lý nước thải có chứa crômat :

Dung dịch nước thải có chứa axit crômic có tính độc mạnh Crômat là chất độc đối với môi trường, trong nước thải xi mạ thuờng có chứa axit crômic hàm lượng cao hơn mức tiêu chuẩn cho phép nhiều lần Để loại trừ ion crômic (Cr6+ ) phải khửû chúng thành crôm hóa trị 3(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 tiện nhất là FeSO4