THIẾT KẾ CẢI TẠO HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI XI MẠ CÔNG TY CP TÔN ĐÔNG Á, CÔNG SUẤT 400M3 NGÀY ĐÊM

- Công nghệ trên không xử lý được Crôm - Không có bể tách dầu, cặn - Chưa có hệ thống xử lý bùn thải - Nước thải đầu ra chưa xử lý được BOD, COD và các ion kim loại nặng.. CÁC VẤN ĐỀ TỒN

KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ CẢI TẠO HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI

XI MẠ CÔNG TY CP TÔN ĐÔNG Á, CÔNG SUẤT

400M3/ NGÀY ĐÊM

SVTH: NGUYỄN VĂN NGỌC NGÀNH: KĨ THUẬT MÔI TRƯỜNG NIÊN KHÓA: 2008 - 2012

NHIỆM VỤ KHOÁ LUẬN

Sinh viên thực hiện : NGUYỄN VĂN NGỌC

Mã số sinh viên: 08127091

Khoa : Môi Trường Và Tài Nguyên

Giáo viên hướng dẫn : ThS PHẠM TRUNG KIÊN

Tên luận văn : “THIẾT KẾ CẢI TẠO HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI XI

MẠ CÔNG TY CP TÔN ĐÔNG Á, CÔNG SUẤT 400M3/ NGÀY ĐÊM ”

Thời gian thực hiện

 Ngày bắt đầu thực hiện : 10 tháng 02 năm 2012

 Ngày hoàn thành : 25 tháng 05 năm 2012

 Ngày bảo vệ luận văn : 25 tháng 06 năm 2012

Nhiệm vụ khoá luận

 Thu thập các số liệu, nghiên cứu, phân tích tìm ra nguyên nhân mà hệ thống xử

lý nước thải chưa đạt QCVN 24:2009/BTNMT, cột B

 Đề xuất 2 phương án cải tạo hệ thống xử lý nước thải tại nhà máy

 Tính toán thiết kế, thuyết minh 2 phương án cải tạo hệ thống xử lý nước thải

 Tính toán kinh tế 2 phương án cải tạo hệ thống xử lý nước thải

 Trình bày bản vẽ thiết kế 2 phương án cải tạo

TS LÊ QUỐC TUẤN ThS PHẠM TRUNG KIÊN

Tác giả NGUYỄN VĂN NGỌC

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu

cấp bằng Kỹ Sư Ngành

Kỹ thuật môi trường

Giáo viên hướng dẫn ThS.PHẠM TRUNG KIÊN

Tháng 06 năm 2012

LỜI CẢM ƠN

Trong bốn năm học tập và khoảng thời gian thực hiện khóa luận tốt nghiệp, em luôn nhận được sự quan tâm, động viên và giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô, người thân và bạn bè Với những kiến thức thầy cô truyền đạt, sự động viên của bạn bè và gia đình đã giúp em hoàn thành tốt khóa luận tốt nghiệp này

Chính vì vậy, xin chân thành cám ơn đến tất cả các thầy cô khoa Môi Trường

Và Tài Nguyên trường ĐH Nông Lâm TP.HCM

Xin đặc biệt cám ơn thầy Phạm Trung Kiên Cám ơn thầy đã dành nhiều thời gian hướng dẫn, tận tình giúp đỡ và truyền đạt nhiều kinh nghiệm thực tế cho em trong quá trình học tập cũng như thực hiện khóa luận tốt nghiệp

Xin chân thành cám ơn anh Nguyễn Tấn Tới người hướng dẫn và giúp đỡ em hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này và tất cả các anh chị trong công ty CP Tôn Đông

Á đã nhiệt tình giúp đỡ và tạo mọi điều kiện cho em trong thời gian thực tập tốt nghiệp

Chân thành cám ơn tất cả những người thân bên cạnh và các bạn sinh viên lớp DH08MT đã ủng hộ, động viên và giúp đỡ để hoàn thành khóa luận tốt nghiệp Quảng đời sinh viên là những kỷ niệm mình cùng có với nhau, luôn đoàn kết, cùng nhau chia

sẻ vui buồn, cùng nhau giúp đỡ học tập

Cuối cùng, con xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến ba mẹ, anh chị, tất cả mọi người trong gia đình luôn là nguồn động viên, là điểm tựa vững chắc, đã hỗ trợ và luôn giúp con có đủ nghị lực để vượt qua khó khăn và hoàn thành tốt nhiệm vụ của mình

Dù đã rất cố gắng nhưng không thể tránh khỏi nhiều thiếu sót, rất mong nhận được sự góp ý và sửa chữa của thầy cô và các bạn về khóa luận tốt nghiệp này

Xin chân thành cám ơn

SVTH: Nguyễn Văn Ngọc

TÓM TẮT

Đề tài: “Thiết kế Cải tạo hệ thống xử lý nước thải Công ty CP tôn Đông Á, công suất 400 m 3 /ngày.đêm, đạt QCVN 24:2009/BTNMT, cột B” được thực hiện

tại số 5, đường số 5, KCN Sóng Thần 1, phường Dĩ An, thị xã Dĩ An, Tỉnh Bình

Dương Thời gian thực hiện từ 02/2012– 05/2012

Khóa luận này tập trung giải quyết các vấn đề nhằm cải tạo HTXNT Công ty CP tôn Đông Á như: Phân tích hiện trạng tìm ra nguyên nhân làm hệ thống hoạt động chưa hiệu quả từ đó đề xuất và tính toán phương án cải tạo phù hợp Kết quả khảo sát

hệ thống tại nhà máy nhận thấy các nguyên nhân chính sau:

- Không có hố thu gom để tập trung nước thải từ 5 chuyền sản xuất một cách hiệu quả

- Công nghệ trên không xử lý được Crôm

- Không có bể tách dầu, cặn

- Chưa có hệ thống xử lý bùn thải

- Nước thải đầu ra chưa xử lý được BOD, COD và các ion kim loại nặng

Từ những nguyên nhân trên đã phân tích, tính toán và đưa ra các giải pháp công nghệ cải tạo hệ thống So sánh về khía cạnh kinh tế, kỹ thuật lựa chọn phương án phù hợp Phương án được lựa chọn là:

- Tách dòng và xử lý triệt để dòng nước thải Crôm

- Xây thêm bể tách dầu cặn

- Cải tạo bể điều hòa, bể lắng 2 và 3 trở thành bể trộn và bể phản ứng

- Cải tạo bể lắng 1 thành bể tuyển nổi

- Xây thêm bể lắng đứng

- Lắp đặt máy ép bùn để xử lý bùn thải

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

TÓM TẮT ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC KÝ TỰ VÀ CHỮ VIẾT TẮT vi

DANH MỤC BẢNG vii

DANH MỤC HÌNH ix

Chương 1 MỞ ĐẦU 1

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1

1.2 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 2

1.3 MỤC TIÊU KHÓA LUẬN 2

1.4 NỘI DUNG KHÓA LUẬN 2

1.5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2

1.6 GIỚI HẠN ĐỀ TÀI 2

Chương 2 TỔNG QUAN 3

2.1 GIỚI THIỆU VỀ NGÀNH XI MẠ 3

2.1.1 Một số khái niệm 3

2.1.2 Các loại mạ 3

2.1.3 Vấn đề ô nhiễm môi trường do nước thải ngành xi mạ 5

2.2 TỔNG QUAN CÔNG TY CỔ PHẦN TÔN ĐÔNG Á 6

2.2.1 Giới thiệu 6

2.2.2 Vị trí địa lý và điều kiện tự nhiên 6

2.2.3 Lịch sử hình thành và phát triển 7

2.2.4 Cơ cấu tổ chức và bố trí nhân sự 7

2.2.5 Lĩnh vực sản xuất và kinh doanh 8

2.2.6 Tình hình hoạt động của công ty trong những năm vừa qua 8

2.2.6.1 Nhu Cầu Nguyên Vật Liệu, Hóa Chất Và Lao Động 9

2.2.6.2 Các Nguồn Gây Ô Nhiễm Môi Trường 10

2.3 CÁC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI XI MẠ 18

2.3.1 Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải xi mạ 18

2.3.2 Phương pháp hóa lý 18

2.3.2.1 Sử dụng hóa chất để loại chất rắn lơ lửng 19

2.3.2.2 Kết tủa các kim loại nặng 20

2.3.2.3 Xử lý nước thải có chứa cromat 21

Chương 3 HIỆN TRẠNG CÔNG NGHỆ XLNT TẠI CÔNG TY CP TÔN ĐÔNG Á 28

3.1 CƠ SỞ THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI 28

3.1.1 Nguồn gốc phát sinh nước thải 28

3.1.1.1 Xưởng Sản Xuất Tôn Mạ Kẽm 1 +2: 28

3.1.1.2 Xưởng sản xuất tôn mạ màu 1+2 29

3.1.1.3 Xưởng sản xuất tôn mạ hợp kim nhôm kẽm 30

3.1.1.4 Xưởng sản xuất tôn mạ màu 31

3.1.2 Lưu lượng nước thải 32

3.1.3 Tính chất nước thải 33

3.2 QUY TRÌNH HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI HIỆN HỮU 35

3.2.1 Công nghệ hệ thống XLNT hiện tại của Công ty 35

3.2.2 Nguyên lý hoạt động và đánh giá hiện trạng 36

3.2.2.1 Thông số thiết kế kỹ thuật 36

3.2.2.2 Chế độ vận hành các thiết bị trong hệ thống xử lý nước thải 43

3.3 CÁC VẤN ĐỀ TỒN TẠI TRONG HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA NHÀ MÁY, NGUYÊN NHÂN VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CHUNG 47

Chương 4 ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN CẢI TẠO 51

4.1 CƠ SỞ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN: 51

4.1.1 Mức độ cần thiết xử lý nước thải, tiêu chuẩn xả thải 51

4.1.2 Khả năng tận dụng các công trình hiện hữu 51

4.1.3 Điều kiện tài chính quỹ đất 52

4.2 NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 53

4.2.1 Ý nghĩa của việc sử dụng mô hình thí nghiệm 53

4.2.1.1 Ý nghĩa của việc chạy mô hình thí nghiệm dòng Crôm 53

4.2.1.2 Ý nghĩa của việc chạy mô hình thí nghiệm cho dòng nước thải sản xuất

54

4.2.2 Nội Dung Nghiên Cứu 54

4.2.2.1 Thí nghiệm khử Cr 6+ thành Cr 3+ và kết tủa Cr 3+ bằng NaOH 54

4.2.2.2 Thí nghiệm xác định lượng hóa chất tối ưu cho quá trình khử Cr 6+ thành Cr 3+ 55

4.2.2.3 Thí nghiệm xác định pH tối ưu và phèn tối ưu cho quá trình kết tủa Cr 3+ ,Al, Fe, Zn 2+ 56

4.2.2.4 Thí nghiệm đánh giá chất lượng nước sau quá trình thực hiện thí nghiệm Jartest cho pH tối ưu và PAC tối ưu 57

4.2.3 Kết quả nghiên cứu và thảo luận 58

4.2.3.1 Tính chất nước thải 58

4.2.3.2 Kết quả thí nghiệm 59

4.3 ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI 66

4.3.1 Phương án 1 66

4.3.2 Phương án 2 68

4.4 HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƯỚC THẢI 70

4.4.1 Phương án 1 70

4.4.2 Phương án 2 71

4.5 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN CẢI TẠO 72

4.5.1 Tính toán phương án 1 72

4.5.2 Tính toán phương án 2 76

4.6 TÍNH TOÁN KINH TẾ 80

4.6.1 Phương án 1 80

4.6.2 Phương án 2 81

4.7 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN 81

Chương 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 83

5.1 KẾT LUẬN 83

5.2 KIẾN NGHỊ: 83

TÀI LIỆU THAM KHẢO 85

PHỤ LỤC 86

DANH MỤC CÁC KÝ TỰ VÀ CHỮ VIẾT TẮT

BOD Nhu cầu oxy sinh hóa (Biochemical Oxygen Demand)

BTNMT Bộ tài nguyên môi trường

COD Nhu cầu oxy hóa học (Chemical Oxygen Demand)

HT XLNT Hệ thống xử lý nước thải

PAC Phèn Poly Aluminium Chloride

QCVN Quy chuẩn Việt Nam

SS Rắn lơ lửng (Suspended Solid)

TCXD Tiêu chuẩn xây dựng

Tp.HCM Thành phố Hồ Chí Minh

VSV Vi sinh vật

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1: Số lượng sản phẩm trung bình trong mỗi tháng 8

Bảng 2.2: Nhu cầu nguyên liệu, nhiên liệu và hóa chất sử dụng cho sản xuất 9

Bảng 2.3: Nhu cầu sử dụng nước 10

Bảng 2.4 : Các hóa chất sử dụng trong công nghệ sản xuất tôn của Công ty 18

Bảng 2.5: Các hóa chất thường sử dụng trong quá trình kết tủa 20

Bảng 2.6: pH thích hợp cho việc kết tủa các kim loại 21

Bảng 2.7: Tóm tắt ưu nhược điểm của các phương pháp 25

Bảng 3.1: Tổng hợp nước thải sản xuất phát sinh của xưởng sản xuất tôn mạ kẽm 1 +2 31

Bảng 3.2: Tổng hợp nước thải phát sinh của xưởng sản xuất tôn mạ màu 32

Bảng 3.3: Tổng hợp nước thải sản xuất phát sinh của xưởng sản xuất tôn mạ hợp kim nhôm kẽm 33

Bảng 3.4: Tổng hợp nước thải phát sinh của xưởng sản xuất tôn mạ màu 34

Bảng 3.5: Tổng hợp lưu lượng trong các chuyền sản xuất 35

Bảng 3.6: Tính chất nước thải đầu vô của công ty phân tích ngày 27/03/2012 36

Bảng 3.7: Tính chất nước thải đầu vô của công ty phân tích ngày 10/04/2012 36

Bảng 3.8: Thông số nước thải đầu vô lựa chọn 37

Bảng 3.9 Thông số kỹ thuật bể điều hòa ……… 37

Bảng 3.10 Thông số kỹ thuật bể lắng 1……… 39

Bảng 3.11 Thông số kỹ thuật bể lắng 2……… 40

Bảng 3.12 Thông số kỹ thuật bể lắng 3……… 40

Bảng 3.13 Thông số kỹ thuật bể trung gian……… 41

Bảng 3.14 Thông số kỹ thuật bồn lọc áp lực ……… 42

Bảng 3.15 Thông số kỹ thuật bể chứa bùn……… 43

Bảng 3.16 Chế độ hoạt động của các thiết bị……… 43

Bảng 3.17 Các vấn đề tồn tại của HTXLN nguyên nhân và giải

pháp……… 47

Bảng 4.1: Tính chất nước thải đầu vô của Công ty CP Tôn Đông Á 58

Bảng 4.2: Kết quả thí nghiệm xát định pH tối ưu 60

Bảng 4.3: Hiệu suất xử lý của các công trình của phương án 1 70

Bảng 4.4: Hiệu suất xử lý của các công trình của phương án 2 71

Bảng 4.5: Các thông số thiết kế của bể xử lý Crôm 72

Bảng 4.6: Các thông số thiết kế hố thu gom 72

Bảng 4.7: Các thông số thiết kế bể tách dầu mỡ 73

Bảng 4.8: Thông số thiết kế thùng chứa dầu 73

Bảng 4.9: Các thông số thiết kế cải tạo bể điều hòa 74

Bảng 4.10: Các thông số thiết kế cải tạo bể tuyển nổi 74

Bảng 4.11: Các thông số thiết kế cải tạo bể keo tụ tạo bông 75

Bảng 4.12: Các thông số thiết kế bể lắng 1 76

Bảng 4.13: Các thông số thiết kế hố thu gom 77

Bảng 4.14: Các thông số thiết kế bể tách dầu mỡ 77

Bảng 4.15: Các thông số thiết kế bể chứa 77

Bảng 4.16: Các thông số thiết kế bể lắng ly tâm 78

Bảng 4.17: Các thông số thiết kế bể tuyển nổi kết hợp lắng 79

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1: Sơ đồ công nghệ và nguồn nước thải của quá trình xi mạ 5

Hình 2.2: Biểu đồ thể hiện tình hình sản xuất của Công ty cổ phân Tôn Đông Á 9

Hình 2.3: Quy trình công nghệ sản xuất tôn mạ kẽm 13

Hình 2.4: Quy trình công nghệ sản xuất tôn màu 15

Hình 2.5: Quy trình công nghệ sản xuất tôn lạnh 17

Hình 2.6: Xử lý nước thải xi mạ bằng phương pháp keo tụ (Sở khoa học công nghệ và môi trường TP HCM) 27

Hình 2.7: Công nghệ xử lý nước thải xi mạ của Công ty TNHH YUJIN VINA 28

Hình 2.8: Công nghệ xử lý nước thải xi mạ công ty tôn Phương Nam 29

Hình 3.1: Sơ đồ công nghệ HT XLNT sản xuất hiện tại của Công ty 38

Hình 4.1: Biểu đồ thể hiện thể tích bùn lắng khi dùng hóa chất khử là NaHSO3 60

Hình 4.2: Biểu đồ thể hiện sự biến thiên của Cr6+ theo liều lượng NaHSO3 61

Hình 4.3: Biểu đồ thể hiện pH xử lý COD tối ưu 62

Hình 4.4: Biểu đồ thể hiện phèn xử lý COD tối ưu 64

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 Do

đó, 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

Chính vì thành phần nước thải phức tạp và khó xử lý nên đã gây không ít khó khăn cho các đơn vị sản xuất tôn về vấn đề môi trường Do đó vấn đề đánh giá và đưa

ra phương án khả thi cho việc xử lý lượng nước thải ngành sản xuất tôn được các cơ quan quản lý nhà nước và chính quyền địa phương quan tâm một cách đầy đủ Trong

phạm vi hẹp về thời gian và kiến thức về luận văn em chọn đề tài : “ Thiết Kế Cải Tạo Hệ Thống Xử Lý Nước Thải Xi Mạ Công Ty Cổ Phần Tôn Đông Á Công Suất 400 M 3 / Ngày Đêm, Đường số 5, KCN Sóng Thần 1, Phường Dĩ An, Thị Xã

Dĩ An, Tỉnh Bình Dương ”

1.2 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

 Chất lượng nước không ổn định

 PH của nước thải có biên độ dao động lớn

 Nhiệt độ của nước thải cao hơn 450C

 Hàm lượng cặn lơ lững, Nitơ tổng cao, dầu mỡ khoáng cao

 Vào thời điểm vệ sinh bể Crôm thì hàm lượng Crôm xả vào hệ thống rất lớn

 Hệ thống xử lý nước thải nhà máy vận hành chưa đạt

 Chưa có hệ thống xử lý bùn thải, mà chỉ chứa vào bể lưu trữ

 Nước thải đầu ra không đạt tiêu chuẩn cho phép xả thải của Khu Công Nghiệp

Sóng Thần, nên công ty phải chịu mức phí xử lý cao cho vấn đề nước thải

1.3 MỤC TIÊU KHÓA LUẬN

 Khảo sát tìm ra nguyên nhân hệ thống xử lý không đạt hiệu quả

 Đề xuất phương án cải tạo nâng cao hiệu quả xử lý cho hệ thống xử lý nước thải của Công ty đạt loại B, QCVN 24:2009/BTNMT

 Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải đề xuất

1.4 NỘI DUNG KHÓA LUẬN

 Khảo sát thực trạng hệ thống xử lý nước thải, các vấn đề mà hệ thống xử lý nước thải tại nhà máy đang gặp phải

 Phân tích nguyên nhân các vấn đề

 Đề xuất phương án cải tạo hệ thông xử lý nước thải đạt loại B, QCVN 24:2009/BTNMT

 Tính toán thiết kế cho phương án cải tạo hệ thống xử lý nước thải

 Thực hiện bản vẽ công nghệ

1.5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

 Phương pháp thu thập thông tin từ tài liệu tham khảo

 Phương pháp thu thập thông tin từ thực nghiệm

 Phương pháp thu thập , khảo sát, đo đạc số liệu

 Xử lý thông tin

1.6 GIỚI HẠN ĐỀ TÀI

Nước thải sản xuất trong khu vực Công ty Cổ Phần Tôn Đông Á

 Mạ nhúng nóng: Là một quá trình trình trong đó vật liệu cần mạ đi qua bể chứa kim loại (Kim loại nguyên chất) được nấu nóng chảy ở nhiệt độ cao Kết quả của quá trình là kim loại mạ sẽ bám một lớp bề mặt vật liệu cần mạ

 Mạ hóa học: Dựa trên cơ sở khử ion kim loại thành kim loại từ dung dịch muối của nó bằng các chất khử

2.1.2 Các loại mạ

 Mạ chrom: Lớp mạ chrom được sử dụng nhiều trong công nghiệp mạ ô tô, mạ các chi tiết máy, dụng cụ y tế, phụ tùng xe đạp, xe máy, máy khâu,… Vì lớp mạ có tính chất ổn định hóa học, tính chịu mòn cao đồng thời bề ngoài trông rất đẹp, khả năng phản xạ ánh sáng tốt Có thể sử dụng lớp mạ chrom làm lớp mạ bảo vệ nhưng cần phải mạ đồng mạ kẽm sau đó mới mạ chrom trang trí

 Mạ kẽm: Trong công nghiệp ứng dụng mạ kẽm để đề phòng ăn mòn kim loại, được gọi là lớp mạ bảo vệ Lớp mạ này có tính đàn hồi tốt nhưng độ cứng thấp, độ bóng kém, trong không khí dễ bị tạo muối kẽm cacbonate có tính kèm nên bị mờ, để khắc phục hiện tượng này người ta sơn, photphate hóa hay thụ động hóa bề mặt,… để tăng độ bền hóa học của lớp mạ Dung dịch mạ kẽm có hai loại: dung dịch mạ kẽm cyanua và dung dịch mạ kẽm không có cyanua

 Mạ hợp kim: Trong dung dịch đồng thời có hai cation kim loại Để hai ion này kết tủa đồng thời lên bề mặt cathot (chi tiết mạ) tạo lớp mạ hợp kim thì thế giải phóng của chúng phải bằng nhau hoặc gần nhau

 Mạ niken: Mạ niken là kỹ nghệ quan trọng bậc nhất, đồng thời cũng phổ biến nhất hiện nay Trong công nghiệp ứng dụng lớp mạ niken để trang trí, làm tăng khả năng chịu mòn, tăng độ cứng bề mặt, lớp mạ vừa trang trí vừa bảo vệ Để nâng cao hiệu quả bảo vệ trang trí thường áp dụng mạ hai lớp: Niken – chrom; hoặc ba lớp: đồng – niken – chrom

Tùy theo thành phần và tính chất lớp mạ và mạ hợp kim được chia thành các nhóm sau:

Hình 2.1 Sơ đồ công nghệ và nguồn nước thải của quá trình xi mạ

2.1.3 Vấn đề ô nhiễm môi trường do nước thải ngành xi mạ

Nước thải phát sinh trong quá trình xi mạ kim loại 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 Nhiều công trình nghiên cứu cho thấy, với nồng độ đủ lớn, sinh vật có thể bị chết hoặc

Zn(CN) 2

ZnCl 2 , ZnO

NaCN

H 2 SO 4

NaOH NaCN H3BO3

CuSO 4 Cu(CN) 2

Axit Muội Au,

Ag

Mài nhẵn, đánh bóng

Tẩy dầu , mỡ

Làm sạch bằng hóa học và điện hóa

Hơi dung môi

Nt chứa dầu

mỡ

NaOH, HCl

Nước

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 Do đó, 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,

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

2.2 TỔNG QUAN CÔNG TY CỔ PHẦN TÔN ĐÔNG Á

2.2.1 Giới thiệu

Tên Công ty: Công Ty Cổ Phần Tôn Đông Á

Địa chỉ: số 5, đường số 5, KCN Sóng Thần 1, phường Dĩ An, thị xã Dĩ An, Tỉnh Bình Dương

Đại diện: Ông Nguyễn Thanh Trung

Chức vụ: Tổng giám đốc

Điện thoại: 06503.732575 Fax: 06503.790420

Loại hình sản xuất: sản xuất tôn mạ kẽm, tôn màu, tôn lạnh

2.2.2 Vị trí địa lý và điều kiện tự nhiên

 Vị trí địa lý

Công ty Cổ phần Tôn Đông Á tọa lạc tại số 5, đường số 5, KCN Sóng Thần 1, phường Dĩ An, thị xã Dĩ An, tỉnh Bình Dương

Phía Đông giáp đường số 10 – KCN Sóng Thần 1

Phía Tây giáp đường số 8 – KCN Sóng Thần 1

Phía Nam giáp đường số 5 – KCN Sóng Thần 1

 Diện tích: 27.750,8m2

 Khí hậu:

 Mang đặc điểm chung của khí hậu tỉnh Bình Dương: Nhiệt đới mang tính chất cận xích đạo, nhiệt độ cao quanh năm và nguồn ánh sáng dồi dào, khí hậu tương đối hiền hòa, ít thiên tai, bão lụt

 Khí hậu theo hai mùa: mưa – khô

 Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11

 Mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau

 Lượng mưa trung bình hàng năm từ 1.800 - 2.000mm

 Nhiệt độ trung bình hằng năm là 26,5oC Chế độ không khí ẩm tương đối cao

 Giống như nhiệt độ không khí, độ ẩm trong năm ít biến động

Năm 2009, Công ty chuyển từ hình thức Công ty TNHH sang Công ty Cổ Phần

để phù hợp với tình hình hội nhập của đất nước và thế giới Cũng trong năm 2009, tiếp tục đưa vào vận hành dây chuyền mạ màu thứ 2 - được thiết kế, lắp đặt và vận hành bởi đội ngũ cán bộ kỹ thuật của Tôn Đông Á

Đến quý 3 năm 2010, đưa vào hoạt động dây chuyền mạ hợp kim nhôm - kẽm công nghệ NOF qua đó Tôn Đông Á chính thức tham gia vào thị trường tôn mạ với các sản phẩm tôn lạnh, tôn lạnh màu chất lượng cao

Đầu năm 2011 dây chuyền mạ màu thứ 3 ra đời với mong muốn đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của khách hàng

2.2.4 Cơ cấu tổ chức và bố trí nhân sự

Toàn thể cán bộ, công nhân viên trong nhà máy khoảng 400 người Đội ngũ cán

bộ công nhân viên có tay nghề cao, nhiệt tình, tận tụy trong công việc

Bộ phận Quản lý môi trường (QLMT) của nhà máy trực thuộc phòng Nhân sự - Hành chánh của Công ty

Công ty có 5 nhà xưởng và hoạt động liên tục 24 giờ / ngày

2.2.5 Lĩnh vực sản xuất và kinh doanh

Sản xuất chủ yếu tôn mạ kẽm, tôn lạnh và tôn màu Số lượng sản phẩm trung

bình trong mỗi tháng được thể hiện trong bảng 2.1

Bảng 2.1: Số lượng sản phẩm trung bình trong mỗi tháng

(Nguồn: Công ty Cổ phần Tôn Đông Á, năm 2011)

Công ty Cổ phần Tôn Đông Á đã xây dựng và phát triển một mạng lưới phân

phối rộng khắp trải dài từ Bắc vào Nam, và đã xuất khẩu ổn định vào các nước

ASEAN như Lào, Campuchia, Indonesia, Thái Lan, Malaysia, Singapore và các nước

Châu Phi, Trung Đông

2.2.6 Tình hình hoạt động của công ty trong những năm vừa qua

Trong những năm vừa qua mặc dù chịu ảnh hưởng của khủng hoảng kinh tế thế

giới nhưng tình hình sản xuất của Công ty Tôn Đông Á vẫn luôn ổn định và gia tăng

qua mỗi năm Sản lượng sản xuất của Công ty trong 3 năm 2009, 2010, 2011 được thể

hiện trong biểu đồ sau:

Hình 2.2: Biểu đồ thể hiện tình hình sản xuất của Công ty cổ phân Tôn Đông Á

2.2.6.1 Nhu Cầu Nguyên Vật Liệu, Hóa Chất Và Lao Động

 Nhu cầu sử dụng nguyên vật liệu và hóa chất

Nhu cầu nguyên liệu, nhiên liệu và hóa chất sử dụng cho sản xuất trong một

tháng được trình bày trong bảng sau:

Bảng 2.2: Nhu cầu nguyên liệu, nhiên liệu và hóa chất sử dụng cho sản xuất

Stt Tên nguyên nhiên vật

liệu Đơn vị Số lượng trung bình/tháng

(Nguồn: Công ty Cổ phần Tôn Đông Á, tháng 2/2011)

 Nhu cầu điện, nước

- Nhu cầu về điện: Sử dụng điện từ lưới điện do Khu công nghiệp Sóng Thần 1

cung cấp Lượng điện sử dụng trung bình trong một tháng khoảng 750.000 Kwh/tháng

- Nhu cầu về nước: Sử dụng nguồn nước do Nhà máy nước huyện Dĩ An cung

cấp Lượng nước sử dụng trung bình khoảng 13.800 m3/tháng

Bảng 2.3: Nhu cầu sử dụng nước STT Mục đích sử dụng Lưu lượng

1 Nước cấp cho nhu cầu sinh hoạt và nhà ăn 45 m3/ngày

2

Nước cấp cho sản xuất:

+ Nước dùng để rửa nguyên liệu, bán thành phẩm cho xưởng 1

(chuyền tôn mạ kẽm 1+2): 155m3/ngày

+ Nước dùng để rửa nguyên liệu, bán thành phẩm cho xưởng 2

(chuyền tôn mạ màu 1+2): 90m3/ngày

+ Nước dùng cho lò hơi: 10 m3/ngày

+ Nước làm mát máy móc thiết bị: 5m3/ngày

260 m3/ngày

3 Nước cấp cho hoạt động tưới cây, rửa đường 5 m3/ngày

5 Nước dùng để rửa nguyên liệu, bán thành phẩm cho xưởng 3a

3/ngày

6 Nước dùng cho xưởng 3b (chuyền tôn mạ màu 3) 65 m3/ngày

(Nguồn: Công ty Cổ phần Tôn Đông Á, 2011)

 Nhu cầu về lao động

Tổng cán bộ công nhân viên khoảng 400 người

2.2.6.2 Các Nguồn Gây Ô Nhiễm Môi Trường

Nước Thải

Nguồn phát sinh nước thải của Công ty chủ yếu từ các nguồn:

- Nước thải từ quá trình sản xuất

- Nước thải sinh hoạt

- Nước mưa chảy tràn

 Nước thải sản xuất

Nước thải sản xuất phát sinh chủ yếu từ công đoạn tẩy rửa dầu mỡ, tẩy gỉ, công đoạn thụ động Crom, làm nguội tôn Lượng nước thải này phát sinh khoảng 400

m3/ngày Thành phần các chất ô nhiễm chủ yếu là BOD5, COD, SS, kim loại nặng (Fe,

Zn, Al), Cr3+, Cr 6+, Pb, dầu mỡ khoáng Thành phần và tính chất nước thải biến động lớn, lưu lượng nước thải từ 5 chuyền sản xuất gồm : Chuyền kẽm 1+2, chuyền màu 1+2, chuyền lạnh (hợp kim nhôm kẽm) và chuyền màu 3 Thành phần và tính chất

nước thải sản xuất được nói rõ hơn trong chương tiếp theo

 Nước thải sinh hoạt

Với 400 công nhân viên làm việc trong nhà máy, lưu lượng nước thải sinh hoạt phát sinh hàng ngày của công nhân viên khoảng 40m3/ngày Trong đó:

- Nước thải từ nhà vệ sinh khoảng 28m3/ngày

- Nước thải từ nhà ăn khoảng 12m3/ngày

Đặc trưng của loại nước thải này là có nhiều chất lơ lửng, nồng độ chất hữu cơ cao (nhất là nước thải từ nhà vệ sinh), mang các loại vi khuẩn gây bệnh như ecoli, coliform, dầu mỡ động thực vật, nếu không được tập trung và xử lý thì cũng sẽ ảnh hưởng xấu đến nguồn nước bề mặt Ngoài ra, khi tích tụ lâu ngày, các chất hữu cơ này

sẽ bị phân hủy gây ra mùi hôi thối

 Nước mưa

Nước mưa phát sinh từ hệ thống các máng thu dọc nhà xưởng và nước mưa chảy tràn trên sân Chất lượng nước mưa phụ thuộc vào độ trong sạch của khí quyển tại khu vực đang xét và đặc điểm mặt bằng rửa trôi Do đó, nước mưa khi chảy tràn qua các khu vực này có mức độ ô nhiễm không đáng kể và được xem là nước thải quy ước sạch Công ty đã tách riêng hệ thống thoát nước mưa, nước thải

Công nghệ sản xuất tôn mạ kẽm

Hình 2.3: Quy trình công nghệ sản xuất tôn mạ kẽm

Hơi axit Dung dịch axit thải

Nhiệt

Hơi Crôm Dung dịch Crôm

bỏ định kỳ

Nhiệt

Nhiệt, Hơi kim loại

Nước thải Nước

Thuyết minh quy trình công nghệ:

Ban đầu, tôn nguyên liệu cuộn đen (còn gọi là tôn cán nguội) được đưa qua công đoạn tẩy dầu mỡ và chất bảo quản bằng phương pháp nhúng kết hợp chà, phun trong

bể dung dịch tẩy rửa gốc bazơ (thành phần chính là muối kiềm Akali và chất hoạt động

bề mặt) ở nhiệt độ 60 - 800C nhằm đẩy nhanh quá trình tẩy rửa Sau đó tôn được rửa

sơ bộ trước khi đưa qua công đoạn tẩy gỉ sét bằng dung dịch axit Clohydrit (HCl) loãng 10 – 20%, dung dịch axit này được duy trì ở khoảng nhiệt độ thích hợp (30-

450C) Sau khi tẩy rỉ xong, tôn được rửa lại cho sạch bề mặt và hóa chất qua 1 bể rữa nóng và rữa nguội trước khi đưa vào gia nhiệt tại lò sấy

Tôn đi qua lò sấy được gia nhiệt bề mặt từ 30-2000C Sau khi qua hệ thống sấy, tôn được tiếp tục xử lý sạch bề mặt khi qua bể trợ dung nóng chảy với thành phần là Amoniclorua và Kẽm Clorua ( NH4Cl & ZnCl2 ) Gốc Cl- có tác dụng tẩy rữa mạnh bề mặt, gốc Zn2+ và NH4+ giúp cho kẽm dễ dàng bám chặt lên nền thép của tôn nguyên liệu

Tiếp theo đó, tôn sau khi làm sạch sẽ được tiếp tục qua chảo mạ với thành phần dung dịch mạ chính là kẽm lỏng được duy trì nóng chảy ở nhiệt độ 4600C, lớp kẽm bám vào tôn hình thành lớp mạ, lớp mạ kẽm trên tôn sau đó được vút lại bằng hệ thống thổi gió lưu lượng cao gọi là “dao gió” vút lại lớp mạ và tạo bông vân trên bề mặt bằng

kỹ thuật mạ

Tôn sau khi mạ được làm nguội bằng không khí trên tháp nguội hạ nhiệt độ băng tôn từ 4600C xuống 1500C, qua thêm bể nước làm nguội rữa sạch bề mặt tôn và hạ nhiệt độ tấm xuống khoảng 800C và quét lớp thụ động hóa bề mặt (dung dịch Crom) giúp bảo quản bề mặt tôn lâu hơn ở ngoài môi trường

Tôn thành phẩm được chia thành cuộn, đóng gói hoặc làm nguyên liệu cho quá trình sản xuất tôn màu

Công nghệ sản xuất tôn màu

Hình 2.4: Quy trình công nghệ sản xuất tôn màu

Nước thải

Dung dịch Crômat thải bỏ định kỳ

Hơi dung môi

Nhiệt

Hơi dung môi

Thành phẩm

Nhiệt

Nhiệt

Thuyết minh sơ đồ công nghệ

Ban đầu, tôn mạ kẽm được đưa qua công đoạn tẩy dầu mỡ để tẩy sạch dầu mỡ với dung dịch tẩy là muối kiềm Sau khi tấy xong, tôn được chuyển tiếp qua công đoạn rửa bằng nước (gồm 2 bể nước nóng và lạnh) với hệ thống béc phun và trục vắt để rửa sạch phần hoá chất từ bể tẩy dầu và vắt thật khô băng tôn sau khi ra khỏi các bể tẩy rửa Tiếp đó, băng tôn sẽ được làm khô bằng hệ thống thổi khí trước khi chuyển qua công đoạn phủ hóa chất (hay còn gọi là sơn hóa chất) Tại công đoạn sơn hóa chất, người ta sử dụng công nghệ sơn dùng hai trục sơn, và sơn 2 mặt cùng một lúc, các trục được dẫn động bằng AC vector motor, mục đích chính của công đoạn này là phủ lên tôn nguyên liệu một lớp dung dịch Cromat, đây là dung dịch bảo vệ chống ăn mòn rất tốt và nó còn có tác dụng làm lớp keo để kết dính các lớp sơn khác Sau máy sơn hóa chất là lò sấy hoá chất, lò sấy hoá chất với hệ thống béc đốt có tác dụng sấy khô lớp hoá chất giúp hoá chất bám chặt vào kim loại nền Tiếp đó băng tôn sẽ được chuyển qua công đoạn sơn lót (sơn thô), sơn sử dụng ở đây là loại sơn có gốc crom giúp chống

ăn mòn tốt và làm chất kết dính giữa bề mặt tôn nguyên liệu và lớp sơn tinh Sau khi sơn lót xong, tôn được chuyển qua công đoạn sấy khô để các phần tử trong sơn kết dính tạo độ bền cho sơn bằng cách đi qua hệ thống lò sấy Băng tôn có lớp sơn lót đã được sấy khô được tiếp tục phủ thêm một lớp sơn có gốc polyeste tại công đoạn sơn mặt (sơn tinh) Tiếp đó, băng tôn sẽ được sấy khô bằng lò sấy Như vậy, quá trình sản xuất đã hoàn tất, sản phẩm tôn màu được tạo thành, được chứa trong kho chờ xuất xưởng

Công nghệ sản xuất tôn lạnh

Hình 2.5: Quy trình công nghệ sản xuất tôn lạnh

Tôn nguyên liệu

Khí thải Gas

Thụ động hóa (anti-finger)

Thuyết minh sơ đồ công nghệ

Đầu tiên, tôn nguyên liệu (tôn mạ hợp kim nhôm kẽm) được đưa qua bồn có chứa dung dịch kiềm để rửa dầu mỡ bám dính, sau đó nguyên liệu được rửa lại bằng nước Tiếp theo thép nguyên liệu sẽ được chuyển qua lò nung không oxy (NOF) Tại thiết bị NOF, với nhiệt độ của lò nung lên đến 6000C, tôn được xử lý bề mặt và được gia nhiệt Tôn sau khi được gia nhiệt và xử lý bề mặt tại thiết bị NOF sẽ được chuyển tiếp qua công đoạn mạ nhôm-kẽm, bởi dung dịch nhôm-kẽm nóng chảy, hỗn hợp nóng chảy này được duy trì ở một khoảng nhiệt độ nhất định Khi đã được mạ xong, tôn được làm nguội tại tháp làm nguội bằng phương pháp thổi khí và tiếp đó được thụ động hóa bằng phương pháp anti - finger Cuối cùng sản phẩm tôn mạ hợp kim nhôm kẽm được tạo thành và được đóng gói chờ xuất xưởng Quy trình công nghệ sản xuất tôn lạnh được thể hiện trong

Bảng 2.4 : Các hóa chất sử dụng trong công nghệ sản xuất tôn của Công ty

2.3 CÁC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI XI MẠ

2.3.1 Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải xi mạ

Nước thải xi mạ có thành phần rất đa dạng, nồng độ lại thay đổi rất rộng, pH cũng luôn biến động từ axit đến trung tính hoặc kiềm Do vậy nước thải xi mạ cần được tách riêng thành các dòng: dòng nước thải kiềm – axit và dòng nước thải kim loại nặng

Để xử lý nước thải xi mạ có thể dùng các phương pháp như: phương pháp hóa lý, phương pháp trao đổi ion, phương pháp điện hóa, phương pháp thẩm thấu ngược, phương pháp hấp phụ, phương pháp sinh hoc

2.3.2 Phương pháp hóa lý

Cơ sở của phương pháp là dựa trên tính chất hóa học, vật lý của nước thải để tiến hành các phản ứng oxy hóa khử, kết tủa tách các chất độc hại, sau đó lắng lọc trung hòa đảm bảo tiêu chuẩn dòng thải cho phép

Phương pháp hóa lý được ứng dụng rộng rãi cho công nghệ xử lý Crom vì nó có tính kinh tế và hiệu quả làm sạch cao (98-99%) Phương pháp này gồm 3 giai đoạn:

- Giai đoạn điều chỉnh pH

- Giai đoạn khử

- Giai đoạn kết tủa

Bản chất của quá trình xử lý kim loại trong nước bằng phương pháp này là phản ứng kết tủa hóa học, do vậy hiệu quả của quá trình xử lý phụ thuộc vào hiệu suất phản ứng Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất phản ứng: Nhiệt độ, pH, hóa chất xử lý, nồng độ kim loại trong chất thải… đặc biệt là pH Do đó để tối ưu quá trình xử lý, căn

cứ vào đặc tính nước, cần lựa chọn hóa chất phù hợp và tiến hành xử lý ở điều kiện pH thích hợp

Giai đoạn điều chỉnh pH được thực hiện bằng cách bổ sung axit vào dòng thải sao cho pH = 2-3 Ở độ pH này sự khử Cr6+ thành Cr3+ đạt hiệu quả rất cao Trong thực tế người ta thường dùng nước thải có nồng độ axit cao để hòa với dòng thải cần

xử lý Crom để làm giảm lượng axit bổ sung bằng cách đó làm giảm giá thành của quá trình xử lý

Bảng 2.5: Các hóa chất thường sử dụng trong quá trình kết tủa

Tên hóa chất Công thức Trọng lượng

phân tử

Trọng lượng riêng, lb/ft3 Khô Dung dịch

Phèn nhôm Al2(SO4)3.18H2O

Al2(SO4)3.14H2O

666,7 594,3

60,75 60,75

78,80(%) 83,85 (%)

Ferric sulfate Fe2(SO4)3

 Phèn nhôm: Khi được thêm vào nước thải có chứa calcium hay magnesium

bicarbonate phản ứng xảy ra như sau:

Al2(SO4)3.18H2O + 3Ca(HCO)3  3CaSO4 + 2Al(OH)3 + 6CO2 + 18H2O

Al(OH)3 không tan, lắng xuống với một vận tốc chậm kéo theo nó là các chất rắn

lơ lửng Trong phản ứng trên cần thiết phải có 4,5 mg/l alkalinity (tính theo CaCO3) để

phản ứng hoàn toàn với 10 mg/l phèn nhôm Do đó nếu cần thiết phải sử dụng thêm

vôi để alkalinity thích hợp

 Vôi: Khi cho vôi vào nước thải các phản ứng sau có thể xảy ra

Ca(OH)2 + H2CO3  CaCO3 + 2H2O Ca(OH)2 + Ca(HCO3)2  2CaCO3 + 2H2O Quá trình lắng của CaCO3 sẽ kéo theo các chất rắn lơ lửng

 Sulfate sắt và vôi: Trong hầu hết các trường hợp sulfate sắt không sử dụng riêng

lẻ mà phải kết hợp với vôi để tạo kết tủa Các phản ứng xảy ra như sau:

FeSO4 + Ca(HCO3)2  2Fe(HCO3)2 + CaSO4 + 2H2O Fe(HCO3)2 + Ca(OH)2  2Fe(OH)2 + 2CaCO3 + 2H2O 4Fe(OH) + O + 2H O  4Fe(OH)

Khi Fe(OH)3 lắng xuống nó sẽ kéo theo các chất rắn lơ lửng Trong các phản ứng này ta cần thêm 3,6 mg/l alkalinity, 4,0 mg/l vôi và 0,29 mg/l oxy

 Ferric chloride: Phản ứng xảy ra như sau:

FeCl3 + 3 H2O  Fe(OH)3 + 3H+ + 3Cl 3H+ + 3HCO3- 3H2CO3

- Ferric chloride và vôi: Phản ứng xảy ra như sau:

FeCl3 + Ca(OH)2  3CaCl2 + 2Fe(OH)3

 Ferric sulfate và vôi: phản ứng xảy ra như sau:

Fe2(SO4)3 + Ca(OH)2 3CaSO4 + 2Fe(OH)3

2.3.2.2 Kết tủa các kim loại nặng

Chuyển các chất thải dạng hòa tan sang dạng không hòa tan sau đó loại khỏi dung dịch bằng quá trình lắng, lọc

pH là một nhân tố quan trọng cho quá trình kết tủa Bảng dưới đây đưa ra độ pH thích hợp cho quá trình kết tủa các kim loại nặng

Bảng 2.6: pH thích hợp cho việc kết tủa các kim loại

Sắt trong nước thải công nghiệp có thể ở dạng Fe(II) hoặc Fe(III) tùy thuộc vào

pH và hàm lượng oxy hòa tan (DO) Ở pH trung hòa và có oxy hòa tan, Fe(II) hòa tan

bị oxy hóa thành Fe(III) ở dạng kết tủa nâu đỏ Ở pH cao, ferric hydroxyt sẽ hòa tan ở dạng phức (Fe(OH)-4) Fe(II) và Fe(III) cũng có thể hòa tan khi có mặt của Cyanide do hình thành phức ferro – Cyanua và ferric – Cyanua Quá trình khử sắt có thể thực hiện bằng quá trình oxy hóa Fe(II) thành Fe(III) kết tủa ở pH: 7,0 – 7,5 Sau quá trình làm thoáng hoặc dung chất kiềm hóa

 Kẽm

Kẽm có nhiều trong nước thải xi mạ, Công nghệ thép, chế biến sợi, …Tương tự như kim koại khác, kẽm có thể kết tủa ở dạng hydroxit khi châm chất kiềm hóa Kẽm hòa tan nhỏ hơn hoặc bằng 0,1mg/l ở pH 10 – 11

2.3.2.3 Xử lý nước thải có chứa cromat

Dung dịch nước thải có chứa acid cromic có tính độc mạnh Cromat là chất độc đối với môi trường, trong nước thải xi mạ thường chứa acid cromic với hàm lượng cao hơn mức tiêu chuẩn nhiều lần Để loại trừ ion Cr6+ phải khử chúng thành crom hóa trị

3 Cr3+ và sau đó loại trừ chúng bằng kết tủa hydroxide hoặc trao đổi ion Để oxy hóa ion cromat, người ta thường dùng các chất khử như: FeSO4, Na2SO3, Na2 HSO3, SO2 Dung dịch được gọi là mất tính độc khi nồng độ acid cromic không vượt quá 0.1 mg/l

 Phương pháp kết tủa

Quá trình kết tủa thường được ứng dụng cho xử lý nước thải chứa kim loại nặng Kim loại nặng thông thường kết tủa ở dạng hydroxide khi cho chất kiềm hóa (vôi, NaOH, Na2CO3…) vào để đạt đến giá trị pH tương ứng với độ hòa tan nhỏ nhất Giá trị pH này thay đổi tùy theo kim loại Độ hòa tan nhỏ nhất của crome ở pH = 7,5 Ở ngoài giá trị đó, hàm lượng hòa tan tăng lên

Đối vơí chrome VI (Cr6+) cần thiết tiến hành quá trình khử Cr6+ thành Cr3+ và sau đó kết tủa với vôi hoặc xút Hóa chất khử thông thường cho xử lý nước thải chrome là ferrous sulphate (FeSO4), natri bisulfite (NaHSO3), sidium meta bisulfite (Na2S2O3), sulfur dioxide (SO2) Ferrous sulphate (FeSO4), sidium meta bisulfite (Na2S2O3) 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 trương pH thấp, vì vậy các hóa chất khử sử dụng thường dùng là các chất mang tính acid mạnh trong quá trình khử, Fe2+ sẽ chuyển thành Fe3+ Phản ứng tổng quát như sau:

Cr6+ + Fe2+ + H+ Cr3+

+ Fe3+

Cr3+ + 3OH-  Cr(OH)3 Quá trình khử làm dung dịch CrO3 có màu nâu đỏ biến thành màu xanh nhạt Cứ 1kg CrO3 dùng 4kg FeSO4

H2Cr2O7 + 6NaHSO3 + 3H2SO4  2 Cr2(SO4)3 + 3Na2SO4 + 8H2O

Cr6+ + 3e-  Cr3+

S4+O32+ - 2e-  S6+O42-

Và sau đó C3+ sẽ kết tủa ở pH = 10 ÷ 10,5

Cr3+ + 3OH-  Cr(OH)3 Nếu sử dụng meta bisulfite hoặc sulfur dioxide, ion SO32- chuyển thành SO42-

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

2-Cr3+ + 3OH-  Cr(OH)3 Trong phản ứng oxy hóa khử, ion Fe2+ phản ứng với Cr6+, khử Cr6+ thành Cr3+ và oxy hóa Fe2+ thành Fe3+ Phản ứng xảy ra nhanh ở pH nhỏ hơn 3 Acid 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 hóa 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

Khi sử dụng Na2S2O3 hoặc SO2 làm tác nhân khử, quá trình khử xảy ra do H2SO3

hình thành trong phản ứng H2SO3 phân ly theo phương trình khối lượng:

HSO H

 Ở pH 4 chỉ 1% sulfite ở dạng H2SO3, khi đó phản ứng xảy ra rất chậm Trong quá trình phản ứng, cần thêm lượng acid để trung hòa NaOH hình thành Phản ứng phụ thuộc nhiều vào pH và nhiệt độ

 Ở pH2 phản ứng xảy ra tức thời với lượng hóa chất theo lý thuyết Lượng hóa chất theo lý thuyết để khử 1 ppm Cr là 2,81 ppm Na2S2O3 (97,5%); 1,52 ppm H2SO4, 2,38 ppm vôi (90%) hoặc 1,85 ppm SO2

 Ở pH = 8,0 – 9,9 Cr(OH)3 sẽ kết tủa Do có lượng oxy hòa tan (DO) trong nước thải, một lượng SO32- oxy hóa thành SO42-, vì vậy phải tính đến lượng dư SO2 thêm vào

H2SO3 + ½ O2  H2SO4

Liều lượng dư 35 ppm SO2 đủ để phản ứng hàm lượng oxy có trong nước thải

Lượng acid cần thiết cho quá trình khử Cr6+ phụ thuộc vào độ acid của nước thải nguyên thủy, pH của phản ứng khử và loại hóa chất khử sử dụng (SO2 sản sinh ra acid nhưng Na2S2O3 thì không) Vì vậy để xác định lượng acid cần dùng cần thiết tiến hành định phân mẫu tới pH thích hợp bằng acid chuẩn độ

Xử lý từng mẻ ứng dụng có hiệu quả kinh tế khi nhà máy xi mạ có lưu lượng nứơc thải mỗi ngày 100 m3/ngày Trong xử lý từng mẻ cần dùng hai bể có dung tích tương đương lượng nước thải trong một ngày Một bể dùng để xử lý, một bể làm đầy Khi lưu lượng 100 m3/ngày, xử lý theo mẻ không khả thi do dung tích bể lớn

Xử lý dòng chảy liên tục đòi hỏi qua bể acid và khử, sau đó qua bể trộn chất kiềm hóa

và 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/m2.ngày

Trong trường hợp nước rửa có hàm lượng chrome thay đổi đáng kể cần thiết có

bể điều hòa trước bể khử để giảm thiểu dao động cho hệ thống châm hóa chất

Trong vận hành hệ thống dòng liên tục đòi hỏi các trang thiết bị điều khiển tự động như hệ thống điều khiển pH và thế oxy hóa khử cho bể khử và điều khiển pH cho

bể trộn chất kiềm hóa

Bảng 2.7: Tóm tắt ưu nhược điểm của các phương pháp

Phương pháp

hóa lý

- Hiệu suất khử chất ô nhiễmkhá cao, rất thích hợp khi hàmlượng chất ô nhiễm trong nước thải cao

- Xử lý lượng nước thải khá lớnvận hành dễ dàng, thiết bị đơngiản

- Giá thành không cao

-Không thu hồi được các chất có ích để dùng lại như kim loại, axit, kiềm, hóa chất xử lý

-Tạo ra chất thải rắn cần phải xử lý tiếp

Các phương pháp Ưu điểm Nhược điểm

Phương pháp

trao đổi ion

- Hiệu quả xử lý cao

- Thu hồi được nước sạch, các chất có ích để dùng lại

- Tạo ra ít chất thải

-Giá thành cao

- Không thích hợp để xử lý lượng nước thải lớn

-Tiêu tốn năng lượng, chi phícao

- Không thích hợp với điều kiện kinh tế và trình độ khoa học công nghệ hiện nay ở nước ta

Phương pháp

hấp phụ

-Hiệu quả xử lý cao

- Tận thu được nước sạch và các kim loại dùng lại

-Giá thành cao

- Không thích hợp để xử lý lượng nước thải lớn

Phương pháp

sinh học

- Quá trình xử lý không tạo ra chất thải nên thân thiện với môi trường

- Giá thành thấp

-Mặt bằng cần thiết cho yêu cầu xử lý lớn

- Hiệu quả thấp nếu hàm lượng chất ô nhiễm trong dòng thải không ổn định hoặc quá lớn

- Quá trình vận hành phải kiểm soát được các chất ô nhiễm trong dòng thải và lượng chất dinh dưỡng N,

P cấp thêm vào dòng thải

Một số công nghệ xử lý nước thải xi mạ

Hình 2.6: Xử lý nước thải xi mạ bằng phương pháp keo tụ

(Sở khoa học công nghệ và môi trường TP HCM)

NaOH, CaO

NaHSO3, FeSO4

Hình 2.7: Công nghệ xử lý nước thải xi mạ của Công ty TNHH YUJIN VINA

Hình 2.8: Công nghệ xử lý nước thải xi mạ công ty tôn Phương Nam

Bể chứa Crôm 1,2

Bể phản ứng

Bể chứa ngầm

Bể trộn

Bể lắng 1,2 Sân phơi bùn

Mương thoát nước chung

Chương 3

HIỆN TRẠNG CÔNG NGHỆ XLNT TẠI

CÔNG TY CP TÔN ĐÔNG Á

3.1 CƠ SỞ THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI

3.1.1 Nguồn gốc phát sinh nước thải

3.1.1.1 Xưởng Sản Xuất Tôn Mạ Kẽm 1 +2:

Nước thải

 Nước rửa nguyên liệu sau quá trình tẩy mỡ, tẩy gỉ

Nước rửa nguyên liệu sau quá trình tẩy mỡ:

+ Lượng phát sinh: 70m3/ngày

+ Thành phần ô nhiễm: Cặn, chất lơ lửng, kim loại nặng, bazo dư, dầu mỡ Nước rửa nguyên liệu sau quá trình tẩy gỉ:

+ Lượng phát sinh: 70m3/ngày

+ Thành phần ô nhiễm: Cặn, chất lơ lửng, kim loại nặng, axit dư

 Nước rửa bán thành phẩm tôn sau quá trình mạ kẽm

Sau khi mạ kẽm xong và được làm nguội bằng tháp làm nguội (làm nguội bằng biện pháp thổi khí), tôn bán thành phẩm được đưa qua công đoạn rửa nhằm làm sạch

và làm giảm nhiệt độ của tôn Nước này có thành phần chủ yếu là cặn bẩn và kim loại nặng Lượng nước thải phát sinh ước tính khoảng 9m3/ngày

 Nước thải phát sinh từ quá trình xử lý thụ động hóa crôm

Dung dịch crôm sau khi thụ động hóa bề mặt nhằm bảo vệ bề mặt tôn được thải

bỏ định kỳ theo tuần Dung dịch này chứa lượng lớn Cr6+ với lưu lượng khoảng 1m3/ ngày

 Nước thải phát sinh từ quá trình xử lý hơi khí thải của bể mạ kẽm

Để giảm thiểu sự ô nhiễm khí thải phát tán từ các bể mạ kẽm, nhà máy dùng