Xử lý nước thải xi mạ

Công nghệ xử lý bề mặt (xi mạ): Công nghệ xử lý bề mặt (xi mạ) thường bao gồm các công đoạn sau: - Bề mặt của vật liệu cần mạ phải được làm sạch để lớp mạ có độ bám dính cao

MỤC LỤC

Phần I: TÌM HIỂU VỀ NƯỚC THẢI XI MẠ 3

I Công nghệ xử lý bề mặt (xi mạ): 3

II Lưu lượng và thành phần, tính chất nước thải: 5

III Ảnh hưởng của nước thải ngành xi mạ đến môi trường và con người: 6

1 Ảnh hưởng đến môi trường 6

2 Ảnh hưởng đến con người 7

3 Độc tính của Crôm 7

IV Hiện trạng ô nhiễm môi trường do công nghiệp xi mạ tại Việt Nam: 8

Phần 2: LỰA CHỌN VÀ ĐỀ XUẤT PHƯƠNG PHÁP VÀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 9

I Giới thiệu các phương pháp và công nghệ xử lý nước thải xi mạ: 9

1 Phương pháp kết tủa 9

2 Phương pháp trao đổi ion 10

3 Phương pháp điện hóa 10

4 Phương pháp sinh học 11

II Đề xuất công nghệ: 11

1 Đặc điểm thành phần ô nhiễm của nước thải 11

2 Sơ đồ công nghệ 11

3 Thuyết minh công nghệ 12

Phần 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 13

1 Hố thu gom 13

a Nhiệm vụ 13

b Hình dạng-kích thước 13

2 Bể điều hoà 14

a Nhiệm vụ 14

b Hình dạng-kích thước 15

c Thiết bị vớt dầu mỡ 15

3 Bể phản ứng và lắng kết hợp 15

a Nhiệm vụ 15

b Mô tả 15

c Tính toán kích thước bể 16

d Bộ phận truyền động 17

e Sàn công tác 18

f Ống xả bùn 18

g Van xả nước 19

h Tính toán hóa chất 20

i Ống bơm hóa chất 21

4 Bể chứa trung gian 22

a Nhiệm vụ 22

b Mô tả- Tính toán kích thước 22

5 Cột trao đổi ion 23

a Giới thiệu 23

b Tính toán 23

6 Sân phơi bùn 24

a Nhiệm vụ 24

b Mô tả-Tính toán 25

Phần 4: TÍNH TOÁN CHI PHÍ 27

Phần 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 30

TÀI LIỆU THAM KHẢO 31

Phần I

TÌM HIỂU VỀ NƯỚC THẢI XI MẠ

Công nghệ xử lý bề mặt (xi mạ) thường bao gồm các công đoạn sau:

- Bề mặt của vật liệu cần mạ phải được làm sạch để lớp mạ có độ bám dính cao và

không có khuyết tật Để làm sạch bề mặt trước hết phải tẩy rửa lớp mỡ bảo quản

trên bề mặt bằng cách tẩy rửa với dung môi hữu cơ hoặc với dung dịch kiềm

nóng Dung môi thường sử dụng là loại hydrocacbon đã được clo hoá như

tricloetylen, percloetylen Dung dịch kiềm thường là hỗn hợp của xút, soda,

trinatri photphat, popyphotphat, natri silicat và chất hoạt động bề mặt (tạo nhũ)

- Hoạt hoá bề mặt của vật liệu mạ bằng cách nhúng chúng vào dung dịch axit

loãng (H2SO4, HCl), nếu mạ với dung dịch chứa xianua (CN) thì chúng được

nhúng vào dung dịch natri xianua

- Giai đoạn mạ được tiến hành sau đó, dung dịch mạ ngoài muối kim loại còn

chứa axit hoặc kiềm đối với trường hợp mạ có chứa xianua

Sau từng bước, vật liệu mạ đều được tráng rửa với nước Một số dung dịch mạ có

các thành phần chủ yếu sau:

o Dung dịch chì: axit + muối chì (II) dạng borflorua hoặc silicoflorua

o Dung dịch chì- thiếc: axit, muối chì, thiếc (II) dạng borflorua

o Dung dịch đồng hun: dung dịch xianua trong đó đồng nằm trong phức xianua

và thiếc trong phức hydroxo Ngoài ra dung dịch còn chứa xianua tự do

(NaCN)

o Dung dịch cadmi: axit + cadmi dạng muối sunfat Thông dụng hơn là dung

dịch cadmi dạng phức xianua và xianua tự do

o Dung dịch crôm: axit crômic và axit sunfuric

o Dung dịch vàng: dung dịch xianua, vàng nằm trong phức NaAu(CN)2 và

xianua tự do Có thể sử dụng phức vàng-sunfit

o Dung dịch đồng: axit + đồng sunfat hoặc đồng borflorua

o Dung dịch đồng xianua (phức) và xianua tự do, dung dịch đồng dạng

polyphotphat và muối amoni

o Dung dịch niken: muối niken sunfat, clorua và axit yếu (axit boric) hoặc

dung dịch niken trên nền của axit amonisulfonic

o Dung dịch bạc: dung dịch bạc xianua hoặc dung dịch bạc thisunfat

o Dung dịch kẽm: phức kẽm xianua và xianua tự do hoặc kẽm sunfat, clorua

với axit boric hoặc muối amoni làm chất đệm

Dây chuyền công nghệ chung của công nghệ xi mạ:

Axit Muội Au Muội Ag

Mài nhẵn, đánh bóng

ọc

Tẩy dầu, mỡ

Làm sạch bằng hoá họcvà điện hoáLàm sạch cơ học

Chất làm bóng NiSO4

H BO

Zn(CN)2ZnCl2ZnO

NaCN NaOH

H3BO3

H2SO4NaCN

CuSO4Cu(CN)2

Hơi, axit Axit, kiềm

Một ví dụ về công nghệ xi mạ phụ tùng xe đạp và xe máy ở thành phố Hồ Chí

Minh:

Nguyên liệu
ngâm HCl
thùng quay NaOH
mài cát
nấu NaOH (tẩy bề

mặt)
mạ Niken
mạ Crôm
ly tâm
sấy khô
thành phẩm

Dây chuyền mạ

Lò mạ

Bể mạ

Nước thải từ xưởng xi mạ có thành phần đa dạng về nồng độ và pH biến đổi

rộng từ rất axit 2-3, đến rất kiềm 10-11 Đặc trưng chung của nước thải ngành

mạ là chứa hàm lượng cao các muối vô cơ và kim loại nặng Tuỳ theo kim loại

của lớp mạ mà nguồn ô ề nhiễm có thể là Cu, Zn, Cr, Ni,… và cũng tuỳ thuộc

vào loại muối kim loại được sử dụng mà nước thải có chứa các độc tố như

xianua, sunfat, amoni, crômat,… Các chất hữu cơ ít có trong nước thải xi mạ,

phần chủ yếu là chất tạo bông, chất hoạt động bmặt … nên BOD, COD thường

thấp và không thuộc đối tượng xử lý Đối tượng xử lý chính là các ion vô cơ mà

đặc biệt là các muối kim loại nặng như Cr, Ni, Cu, Fe,…

Nước thải nên tách riêng thành 3 dòng riêng biệt:

- Dung dịch thải đậm đặc từ các bể nhúng, bể ngâm

- Nước rửa thiết bị có hàm lượng chất bẩn trung bình (muối kim loại, dầu mỡ

và xà phòng,…

- Nước rửa loãng

Để an toàn và dễ dàng xử lý, dòng axit crômic và dòng cyanide nên tách riêng

Chất gây ô nhiễm nước thải xi mạ có thể chia làm vài nhóm sau:

o Chất ô nhiễm độc như cyanide CN-, Cr (VI), F-,…

o Chất ô nhiễm làm thay đổi pH như dòng axit và kiềm

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

o Chất ô nhiễm hữu cơ như dầu mỡ, EDTA …

Các cuộc khảo sát cho thấy các quá trình trong ngành xử lý kim loại khá đơn

giản và tương tự nhau Nguồn chất thải nguy hại phát sinh từ quá trình làm mát,

lau rửa và đốt cháy dầu Xử lý kim loại đòi hỏi một số hoá chất như axit

sunfuric, HCl, xút, …để làm sạch bề mặt kim loại trước khi mạ Thể tích nước

thải được hình thành từ công đoạn rửa bề mặt, làm mát hay làm trơn các bề mặt

kim loại khá lớn, gây ô nhiễm nguồn nước và ảnh hưởng đến sức khoẻ cộng

đồng

Bảng: Thành phần nước thải cơ sở xi mạ phụ tùng xe gắn máy (CEFINEA, 1996)

Cr

Nước thải ngâm NaOH

III Ảnh hưởng của nước thải ngành xi mạ đến môi

trường và con người:

- Là độc chất đối với cá và thực vật nước

- Tiêu diệt các sinh vật phù du, gây bệnh cho cá và biến đổi các tính chất lí hoá

của nước, tạo ra sự tích tụ sinh học đáng lo ngại theo chiều dài chuỗi thức ăn

Nhiều công trình nghiên cứu cho thấy, với nồng độ đủ lớn, sinh vật có thể bị

chết hoặc thoái hóa, với nồng độ nhỏ có thể gây ngộ độc mãn tính hoặc tích tụ

sinh học, ảnh hưởng đến sự sống của sinh vật về lâu về dài

- Ảnh hưởng đến đường ống dẫn nước, gây ăn mòn, xâm thực hệ thống cống rãnh

- Ảnh hưởng đến chất lượng cây trồng, vật nuôi canh tác nông nghiệp, làm thoái

hoá đất do sự chảy tràn và thấm của nước thải

- Ảnh hưởng đến hệ thống xử lý nước thải, cần tách riêng nếu không sẽ ảnh hưởng

đến hoạt động của vi sinh vật khi thực hiện xử lý sinh học

2 Ảnh hưởng đến con người:

Xi mạ là ngành có mật độ gây ô nhiễm môi trường cao bởi hơi hóa chất, nước thải

có chứa các ion kim loại nặng, kim loại độc ảnh hưởng tới sức khỏe con người gây

nên nhiều căn bệnh khó chữa, nguy hiểm tới tính mạng 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, chúng 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,

Trong khuôn khổ của Đồ án này chỉ chú trọng vào tính chất gây ô nhiễm môi trường

của nước thải xi mạ do độc tính của Crôm

Mặc dù Crôm tồn tại ở nhiều trạng thái khác nhau, chỉ có Cr(III) và Cr(VI) gây ảnh

hưởng lớn đến sinh vật và con người

a Đường xâm nhập và đào thải:

Crôm xâm nhập vào cơ thể theo 3 đường: hô hấp, tiêu hóa và qua da Cr(VI) được

cơ thể hấp thu dễ dàng hơn Cr(III) nhưng khi vào cơ thể Cr(VI) sẽ chuyển thành

dạng Cr(III) Dù xâm nhập vào cơ thể theo bất cứ đường nào, Crôm cũng được hòa

tan trong máu ở nồng độ 0.001mg/ml, sau đó được chuyển vào hồng cầu và sự hòa

tan ở hồng cầu nhanh hơn 10-20 lần Từ hồng cầu, Crôm được chuyển vào các tổ

chức và phủ tạng Crôm gắn với Sidero filing albumin và được giữ lại ở phổi,

xương, thận, gan, phần còn lại thì qua phân và nước tiểu Từ các cơ quan phủ tạng,

Crôm lại được hòa tan dần vào máu, rồi được đào thải qua nước tiểu từ vài tháng

đến vài năm Do đó nồng độ Crôm trong máu và nước tiểu biến đổi nhiều và kéo

dài

b Tác động đến sức khoẻ:

Qua ngiên cứu người ta thấy Crôm có vai trò sinh học như chuyển hóa glucose,

protein, chất béo ở động vật hữu nhũ Dấu hiệu của thiếu hụt Crôm ở người gồm có

giảm cân, cơ thể không thể loại đường ra khỏi máu, thần kinh không ổn định Tuy

nhiên với hàm lượng cao Crôm làm giảm protein, axit nucleic và ức chế hệ thống

men cơ bản

Cr(VI) độc hơn Cr(III) IARC đã xếp Cr(VI) vào nhóm 1, Cr(III) vào nhóm 3 đối

với các chất gây ung thư Hít thở không khí có nồng độ Crôm (ví dụ axit crômic hay

Cr(III) trioxit) cao (>2µg/m3) gây kích thích mũi làm chảy nước mũi, hen suyễn dị

ứng, ung thư (khi tiếp xúc với Crôm có nồng độ cao hơn 100-1000 lần nồng độ

trong môi trường tự nhiên) Ngoài ra Cr(VI) còn có tính ăn mòn, gây dị ứng, lở loét

khi tiếp xúc với da

c Nồng độ giới hạn:

 US EPA giới hạn nồng độ tối đa cho phép của Cr(VI) và Cr(III) trong nước

uống là 100 µg/l

 Quy định của SHA về nồng độ của Crôm trong không khí tại nơi làm việc là:

o Giới hạn tiếp xúc nghề nghiệp cho ngày làm việc 8 giờ, tuần làm việc 40

giờ là 500 µg/m3 đối với Crôm tan trong nước và 1000 µg/m3 đối với Crôm

kim loại và muối không tan

o Nồng độ của Crôm trioxit (axit crômic) và các hợp chất của Cr(VI) trong

không khí tại nơi làm việc không cao hơn 52 µg Cr(VI)/m3 cho ngày làm

việc 10 giờ, tuần 40 giờ

 NIOSH xem tất cả hợp chất Cr(VI) có tiềm năng gây ung thư nghề nghiệp và

đưa ra giới hạn nồng độ tiếp xúc là 1 µg Cr(VI)/m3 cho ngày làm việc 10 giờ,

tuần 40 giờ

mạ tại Việt Nam:

Kết quả các nghiên cứu 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 và lạc hậu, lại tập trung chủ yếu tại các thành phố lớn, như Hà Nội, Hải

Phòng, TP.HCM, Biên Hoà (Đồng Nai) 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

tính hình thức, chiếu lệ, bởi việc đầu tư cho xử lý nước thải khá tốn kém và việc

thực thi Luật Bảo vệ môi trường chưa được nghiêm minh

Nước thải mạ thường gây ô nhiễm bởi các kim loại nặng, như crôm, niken và

độ pH thấp Phần lớn nước thải từ các nhà máy, các cơ sở xi mạ được đổ trực

tiếp vào cống thoát nước chung của thành phố mà không qua xử lý triệt để, đã

gây ô nhiễm cục bộ trầm trọng nguồn nước

Kết quả khảo sát tại một số nhà máy cơ khí ở Hà Nội cho thấy, nồng độ chất độc

có hàm lượng các ion kim loại nặng, như crôm, niken, đồng đều cao hơn

nhiều so với tiêu chuẩn cho phép; một số cơ sở mạ điện tuy có hệ thống xử lý

nước thải nhưng chưa chú trọng đầy đủ đến các thông số công nghệ của quá

trình xử lý để điều chỉnh cho phù hợp khi đặc tính của nước thải thay đổi Tại

TP.HCM, Bình Dương và Đồng Nai, kết quả phân tích chất lượng nước thải của

các nhà máy, cơ sở xi mạ điển hình ở cả 3 địa phương này cho thấy, hầu hết các

cơ sở đều không đạt tiêu chuẩn nước thải cho phép: hàm lượng chất hữu cơ cao,

chỉ tiêu về kim loại nặng vượt nhiều lần tiêu chuẩn cho phép, COD dao động

trong khoảng 320 - 885mg/lít do thành phần nước thải có chứa cặn sơn, dầu nhớt

Hơn 80% nước thải của các nhà máy, cơ sở xi mạ không được xử lý Chính

nguồn thải này đã và đang gây ô nhiễm nghiêm trọng đến môi trường nước mặt,

ảnh hưởng đáng kể chất lượng nước sông Sài Gòn và sông Đồng Nai Ước tính,

lượng chất thải các loại phát sinh trong ngành công nghiệp xi mạ trong những

năm tới sẽ lên đến hàng ngàn tấn mỗi năm Điều này cho thấy các khu vực ô

nhiễm và suy thoái môi trường ở nước ta sẽ còn gia tăng nếu không kịp thời đưa

ra các biện pháp hữu hiệu

Phần 2

LỰA CHỌN VÀ ĐỀ XUẤT PHƯƠNG PHÁP VÀ CÔNG NGHỆ

XỬ LÝ

nước thải xi mạ:

Phương pháp xử lý nước thải xi mạ phổ biến nhất là dùng phương pháp hoá học rồi

đến trao đổi ion, phương pháp chưng cất, phương pháp điện thẩm tích Chọn

phương pháp nào là tuỳ chỉ tiêu kinh tế - kĩ thuật cho phép, điều kiện môi trường địa

phương, yêu cầu, mục đích dùng lại hoặc thải thẳng ra môi trường… Chọn phương

pháp nào cũng phải bảo đảm chất lượng môi trường theo TCVN 5945- 1995

Quá trình kết tủa thường được ứng dụng cho xử lý nứơc thải chứa kim loại nặng

Kim loại nặng thường kết tủa ở dạng hydroxit khi cho chất kiềm hóa (vôi, NaOH,

Na2CO3,…) vào để đạt đến giá trị pH tương ứng với độ hoà tan nhỏ nhất Giá trị pH

này thay đổi tuỳ theo kim loại Độ hoà tan nhỏ nhất của Crôm ở pH 7.5 và kẽm là

10.2 Ở ngoài giá trị đó, hàm lượng hoà tan tăng lên

Khi xử lý kim loại, cần thiết xử lý sơ bộ để khử đi các chất cản trở quá trình kết tủa

Thí dụ như cyanide và ammonia hình thành các phức với nhiều kim loại làm giảm

hiệu quả quá trình kết tủa Cyanide có thể xử lý bằng chlorine hoá-kiềm, ammonia

có thể khử bằng phương pháp chlorine hoá điểm uốn (breakthrough point), tách khí

(air stripping) hoặc các phương pháp khác trước giai đoạn khử kim loại

Trong xử lý nước thải công nghiệp, kim loại nặng có thể loại bỏ bằng quá trình kết

tủa hydroxit với chất kiềm hóa, hoặc dạng sulfide hay carbonat

Một số kim loại như arsenic hoặc cadmium ở nồng độ thấp có thể xử lý hiệu quả khi

cùng kết tủa với phèn nhôm hoặc sắt Khi chất lượng đầu ra đòi hỏi cao, có thể áp

dụng quá trình lọc để loại bỏ các cặn lơ lửng khó lắng trong quá trình kết tủa

Đối với Crôm VI (Cr6+), cần thiết tiến hành khử Cr6+ thành Cr3+ và sau đó kết tủa

với vôi hoặc xút Hoá chất khử thông thường cho xử lý nước thải chứa Crôm là

ferrous sulphate (FeSO4), sodium-meta-bisulfit, hoặc sulfur dioxit Ferrous sulphate

(FeSO4), sodium-meta-bisulfit có thể ở dạng rắn hoặc dung dịch SO2 ở dạng khí

nén trong các bình chịu áp Quá trình khử hiệu quả trong môi trường pH thấp Vì

vậy các hoá chất khử sử dụng thường là các chất mang tính axit mạnh Trong quá

trình khử, Fe2+ sẽ chuyển thành Fe3+ Nếu sử dụng meta-bisulfit hoặc sulfur dioxit,

ion SO32- chuyển thành SO42-

Phản ứng tổng quát như sau:

Cr6+ + Fe2+ + H+
Cr3+ + Fe3+

Cr6+ + Na2S2O3 (hoặc SO2) + H+
Cr3+ + SO4

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

Trong phản ứng oxy hoá khử, ion Fe2+ phản ứng với Cr6+, khử Cr6+ thành Cr3+ và

oxy hoá Fe2+ thành Fe3+ Phản ứng xảy ra nhanh hơn ở pH nhỏ hơn 3 Axit có thể

được thêm vào để đạt pH thích hợp Sử dụng FeSO4 là tác nhân khử có điểm bất lợi

khối lượng bùn sinh ra khá lớn do cặn Fe(OH)3 tạo thành khi cho chất kiềm hoá vào

Để thu được phản ứng hoàn toàn, cần thiết phải thêm lượng FeSO4 dư, khoảng 2.5

lần so với hàm lượng tính toán trên lí thuyết

Lượng axit cần thiết cho quá trình khử Cr6+phụ thuộc vào độ axit của nước thải

nguyên thuỷ, pH của phản ứng khử và loại hoá chất sử dụng

Xử lý từng mẻ (batch treatment) ứng dụng có hiệu quả kinh tế, khi nhà máy xi mạ

có lưu lượng nước thải mỗi ngày ≤ 100m3/ngày Trong xử lý từng mẻ cần dùng hai

loại bể có dung tích tương đương lượng nước thải trong một ngày Qngày Một bể

dùng xử lý, một bể làm đầy

Khi lưu lượng ≥ 100m3/ngày, xử lý theo mẻ không khả thi do dung tích bể lớn Xử

lý dòng chảy liên tục đòi hỏi bể axit và khử, sau đó qua bể trộn chất kiềm hoá và bể

lắng Thời gian lưu nước trong bể khử phụ thuộc vào pH, thường lấy tối thiểu 4 lần

so với thời gian phản ứng lý thuyết Thời gian tạo bông thường lấy khoảng 20 phút

và tải trọng bể lắng không nên lấy ≥ 20m3/ngày

Trong trường hợp nước rửa có hàm lượng crôm thay đổi đáng kể, cần thiết có bể

điều hoà trước bể khử để giảm thiểu dao động cho hệ thống châm hoá chất

Phương pháp này thường được ứng dụng cho xử lý nước thải xi mạ để thu hồi

Crôm Để thu hồi axit crômic trong các bể xi mạ, cho dung dịch thải axit crômic qua

cột trao đổi ion resin cation (RHmạnh) để khử các ion kim loại (Fe, Cr3+, Al,…)

Dung dịch sau khi qua cột resin cation có thể quay trở lại bể xi mạ hoặc bể dự trữ

Do hàm lượng Crôm qua bể xi mạ khá cao (105-120kg CrO3/m3), vì vậy để có thể

trao đổi hiệu quả, nên pha loãng nước thải axit crômic và sau đó bổ sung axit crômic

cho dung dịch thu hồi

Đối với nước thải rửa, đầu tiên cho qua cột resin cation axit mạnh để khử các kim

loại Dòng ra tiếp tục qua cột resin anion kiềm mạnh để thu hồi crômat và thu nước

khử khoáng Cột trao đổi anion hoàn nguyên với NaOH Dung dịch qua quá trình

hoàn nguyên là hỗn hợp của Na2CrO4 và NaOH Hỗn hợp này cho chảy qua cột trao

đổi cation để thu hồi H2CrO4 về bể xi mạ Axit crômic thu hồi từ dung dịch đã hoàn

nguyên có hàm lượng trung bình từ 4-6% Lượng dung dịch thu được từ giai đoạn

hoàn nguyên cột resin cation cần phải trung hoà bằng các chất kiềm hoá, các kim

loại trong dung dịch kết tủa và lắng lại ở bể lắng trước khi xả ra cống

Dựa trên cơ sở của quá trình oxy hoá khử để tách kim loại trên các điện cực nhúng

trong nước thải chứa kim loại nặng khi cho dòng điện một chiều chạy qua Phương

pháp này cho phép tách các ion kim loại ra khỏi nước mà không cần cho thêm hoá

chất, tuy nhiên thích hợp cho nước thải có nồng độ kim loại cao (> 1g/l)

Dựa trên nguyên tắc một số loài thực vật, vi sinh vật trong nước sử dụng kim loại

như chất vi lượng trong quá trình phát triển khối như bèo tây, bèo tổ ong, tảo,… Với

phương pháp này, nước thải phải có nồng độ kim loại nặng nhỏ hơn 60 mg/l và phải

có đủ chất dinh dưỡng (nitơ, phốtpho,…) và các nguyên tố vi lượng cần thiết khác

cho sự phát triển của các loài thực vật nước như rong tảo Phương pháp này cần có

diện tích lớn và nước thải có lẫn nhiều kim loại thì hiệu quả xử lý kém

II Đề xuất công nghệ:

Nước thải

Nước sạch

3 Thuyết minh công nghệ:

Nước thải từ nhà máy xi mạ được thu gom lại tại hố thu gom Nước thải tiếp tục

được bơm sang bể điều hoà lưu lượng, tại đây nước thải sẽ ổn định về lưu lượng,

đồng thời được loại bỏ lượng dầu mỡ do bố trí kết hợp thiết bị vớt dầu mỡ với thời

gian lưu nước là 5h Sau đó nước thải được đưa sang bể phản ứng và lắng kết hợp

Tại đây trước tiên châm dung dịch H2SO4 để hạ pH xuống còn 2.1-2.3 (là pH để tạo

điều kiện cho quá trình oxy hóa Cr6+), sau đó châm FeSO4 nhằm oxy hoá lượng Cr6+

thành Cr3+, khuấy trong 5-10 phút với tốc độ khoảng 8 vòng/phút, ngưng khuấy và

để yên trong 5-10 phút cho phản ứng xảy ra Sau đó châm dung dịch NaOH để tạo

kết tủa Cr(OH)3, khuấy trong 5-10 phút, tốc độ khuấy như khi châm FeSO4, sau đó

giảm tốc độ khuấy còn 20 vòng/giờ để thực hiện lắng Quá trình lắng xảy ra trong

vòng 4 giờ Phần nước trong qua 3 van xả xuống bể chứa và được bơm qua thiết bị

trao đổi ion (cột trao đổi ion) nhằm xử lý nốt những ion còn sót lại sau bể phản ứng

và lắng Nước ra từ cột trao đổi ion là nước sạch đạt tiêu chuẩn thải loại B, được đưa

đến nguồn tiếp nhận

Phần 3:

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ

Các thông số của nước thải theo đề bài:

Mục đích là nơi thu gom nước thải về một nơi để tiện cho việc xử lý, giúp các công

trình sau không phải thiết kế âm sâu dưới đất

b Hình dạng-kích thước:

Hố thu gom được thiết kế hình chữ nhật, đặt âm dưới đất, miệng hố cách mặt đất

khoảng 1m

Vật liệu xây dựng: bê tông cốt thép Thành hố dày 10cm

Thời gian lưu nước trong hố thu gom tối thiểu là 15-20 phút Chọn thời gian lưu

nước là t = 20 phút

 Thể tích hố thu gom:

V = Q*t = 30*

24 60

+0.00

a Nhiệm vụ:

Nước thải thường có lưu lượng và thành phần các chất bẩn không ổn định theo thời

gian trong một ngày đêm Sự dao động này nếu không được điều hoà sẽ ảnh hưởng

đến chế độ công tác của trạm xử lý nước thải, đồng thời gây tốn kém nhiều về xây

dựng cơ bản và quản lý Do vậy, lưu lượng nước thải đưa vào xử lý cần thiết phải

điều hoà nhằm tạo cho dòng nước thải vào hệ thống xử lý gần như không đổi, khắc

phục những khó khăn cho chế độ công tác do lưu lượng nước thải dao động gây ra

và đồng thời nâng cao hiệu suất xử lý cho toàn bộ dây chuyền

b Hình dạng-kích thước:

Bể điều hoà đặt sau hố thu gom, nhận nước thải bơm trực tiếp từ hố gom, đặt nửa

chìm nửa nổi trên mặt đất Do chỉ có nhiệm vụ chính là điều hoà lưu lượng nên

không cần có thiết bị khuấy trộn nhưng có bố trí hệ thống thổi khí để tuyển nổi dầu

mỡ Diện tích bề mặt bể khá nhỏ, do đó ta chỉ cần vớt dầu bằng phương pháp thủ

công

Vật liệu xây dựng: bê tông cốt thép Thành bể: 10cm

Vì không có sơ đồ dùng nước của nhà máy, chúng ta chỉ tính chọn sơ bộ bể điều

hoà Chọn thời gian lưu nước của bể điều hoà là 5 giờ

o Cao: H = 1.9m

o Chiều cao bảo vệ: Hbv = 0.3m

o T ổng chi ều cao 2.2m

o Cạnh đáy: B = 1.8m

 Thể tích thực:

V = 2.2*1.8*1.8 = 8.7(m3)

c Thiết bị vớt dầu mỡ:

Dầu mỡ thường nhẹ hơn nước và nổi lên trên mặt nước Nước thải sau xử lý không

có lẫn dầu mỡ mới được phép cho chảy vào các thuỷ vực Hơn nữa, nếu xử lý sinh

học, nước thải lẫn dầu mỡ khi vào xử lý sinh học sẽ làm bít các lỗ hổng ở vật liệu

lọc, ở phin lọc sinh học và còn làm hỏng cấu trúc bùn hoạt tính trong aeroten Do

vậy người ta cần đến thiết bị vớt dầu mỡ

Ở đáy bể điều hòa ta bố trí hệ thống thổi khí để tuyển nổi dầu mỡ, vớt dầu bằng

dụng cụ thủ công

a Nhiệm vụ:

Do chọn cách xử lý theo mẻ nên kết hợp hai chức năng phản ứng và lắng vào chung

một bể Chức năng của bể là oxy hoá lượng Cr6+ thành Cr3+, nâng pH, tạo kết tủa

Cr(OH)3, cuối cùng là thực hiện quá trình lắng

b Mô tả:

Do lưu lượng khá nhỏ Q = 30m3/ngày nên ta chọn cách xử lý theo mẻ Chia làm 4

mẻ, mỗi mẻ có thể tích 7.5m3, xử lý trong vòng 5 giờ

Trước tiên châm dung dịch H2SO4 để hạ pH xuống thích hợp từ đó châm FeSO4

thực hiện oxy hoá lượng Cr6+ thành Cr3+, khuấy trong 5-10 phút với tốc độ khoảng 8

vòng/phút, ngưng khuấy và để yên trong 5-10 phút cho phản ứng xảy ra Sau đó