Giải pháp xử lý nước thải từ phân xưởng mạ điện hiệu quả

MỤC LỤC

Các vấn đề môi trường trong công nghệ mạ

Nguồn nước thải từ khâu sản xuất của các xí nghiệp rất đa dạng và phức tạp, nó phụ thuộc vào loại hình sản xuất, dây chuyền công nghệ, thành phần nguyên vật liệu, chất lượng sản phẩm. Một trong những đặc tính cơ bản của nước thải ngành công nghiệp mạ điện là có lưu lượng dao động trong khoảng rất rộng tùy thuộc vào loại hình sản xuất, dây chuyền công nghệ, thành phần nguyên vật liệu, yêu cầu đối với chất lượng sản phẩm.

CÁC BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU VÀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI NGÀNH MẠ ĐIỆN

Các biện pháp giảm thiểu

• Rửa ngược chiều: Bể rửa có 2 hay 3 ngăn, nước sạch chỉ cấp vào ở ngăn đầu rồi tự chảy tràn từ dưới lên (theo ống dẫn hay vách dẫn) sang các ngăn tiếp theo, rồi cuối cùng thải ra rãnh. • Rửa sục khí: Dùng không khí nén sục vào bể rửa chảy tràn để rửa sản phẩm với mục đích khử dầu. • Rửa phun: Mở khoá cho nước phun mạnh thành nhiều chùm tia nhỏ bắn vào vật cần rửa đặt trong bể cạn. • Rửa liên hợp: Lúc đầu rửa nhúng tràn cho vật ở phần dưới của bể, sau đó đưa lên phần trên của bể rửa phun tiếp. • Rửa ngưng: Vật rửa đặt trong buồng kín nạp đầy hơi nước. Hơi ngưng tụ lên bề mặt vật cần rửa và cuốn đi màng dung dịch bám theo chúng từ bể trước đó. • Rửa siêu âm: Bể nước hay dung môi rửa được đặt trong trường siêu âm để rửa các vật có yêu cầu đặc biệt. Chi tiết rửa. b) Rửa có nước chảy tràn liên tục. Chi tiết rửa. Nước sạch Nước. nước thải a) Rửa nhúng tĩnh. Tại một số xưởng mạ công nhân thường để mở khoá cho nước chảy với tốc độ tuỳ ý, không cần quan tâm đến vận tốc của dòng chảy là bao nhiêu, khiến cho lượng nước mất đi rất nhiều đồng thời lượng nước thải cần xử lý cũng tăng lên.

Hình II.1: Các phương pháp rửa
Hình II.1: Các phương pháp rửa

Các phương pháp xử lý nước thải ngành mạ điện

Khi tiến hành so sánh hai phương pháp trên ta thấy phương pháp trao đổi ion tuy có nhiều ưu điểm nhưng lại có giá thành đầu tư cao hơn (tỉ suất đầu tư tính cho hệ thống xử lý nước thải công suất nhỏ theo phương pháp trao đổi ion thường gấp 2 -3 lần so với hệ thống xử lý nước thải theo phương pháp oxy hóa khử và kết tủa. + Đặc điểm công nghệ sản xuất: dựa trên đặc điểm của dây chuyền công nghệ của nhà máy như công suất lớn hay nhỏ, hiện đại hay đã cũ, tự động hóa hay thủ công để đưa ra sơ đồ công nghệ cho phù hợp cả về quy mô, trình độ công nghệ, trình độ kĩ thuật của cơ sở sản xuất. + Phân luồng dòng thải: ta tiến hành tách các dòng thải ngay tại nguồn (4 dòng thải chính: dòng Cr (VI), dòng xianua, dòng Ni và dòng Zn) việc tách dòng này sẽ giúp cho quá trình xử lý các chất ô nhiễm trong mỗi dòng thải một cách hiệu quả.

Tuy nhiên, trong một số trường hợp khi không xác định được nồng độ max và trung bình của nước thải đầu vào người ta có thể tiến hành tính toán thể tích bể điều hòa thông qua thời gian lưu t của nước trong bể có tính đến hệ số không điều hòa β (β = 1,5 – 2,5) theo công thức V = Q. + Lắng loại II (lắng keo tụ): Đó là quá trình lắng của các hạt kết tụ trong hỗn hợp huyền phù hơi loãng, khi nồng độ các hạt rắn trong dung dịch tương đối thấp, chúng sẽ lắng không giống nhau và sẽ kết hợp lại với nhau trong quá trình lắng. Để trung hòa nước thải chứa Xiaua (CN-), người ta thường dùng các chất oxy hóa như nước Clo, NaOCl (natri hypoclorit); CaOCl2 (clorua vôi), thuốc tím KMnO4, H2O2(oxy già) hoặc sunfat sắt II FeSO4.7H2O để biến CN- thành một hợp chất xanh berlin hay xanh pruxơ không tan và không độc.

Bảng II.1:  Bảng tóm tắt ưu điểm và hạn chế của một số phương pháp xử lý
Bảng II.1: Bảng tóm tắt ưu điểm và hạn chế của một số phương pháp xử lý

Giới thiệu các thiết bị chính

    Quá trình làm sạch nước thải bằng đông tụ và keo tụ gồm các giai đoạn: định lượng khuấy trộn hóa chất với nước thải, tạo thành bông keo và lắng bông keo. Do đặc trưng của ngành mạ điện là lưu lượng cũng như nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải dao động lớn nên bể điều hoà được sử dụng để ổn định các thông số này, tạo điều kiện cho quá trình xử lý tiếp theo đạt được hiệu quả cao. Các hạt rắn lơ lửng có kích thước nhỏ hơn nên khó lắng hơn, hiệu suất lắng các hạt dạng này đạt khoảng 65 - 70% đối với loại bể lắng đứng nước chuyển động từ trên xuống dưới.

    Nước được bơm vào ống trung tâm ở giữa bể, đi xuống dưới gặp bộ phận tấm chắn, hướng dòng nước thải thành chuyển động ngang vào vùng lắng. Nước sau khi ra khỏi bể lắng mang tính kiềm, vì vậy trước khi thải ra môi trường cần phải qua bể điều chỉnh pH sao cho đạt QCVN 24: 2009/BTNMT (loại B). Trong hệ thống xử lý này, thiết bị lọc ép khung bản được chọn làm thiết bị xử lý bùn có tác dụng tách nước ra khỏi bùn lắng, giảm khối lượng chất thải rắn của hệ thống.

    TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI MẠ ĐIỆN

    Nước thải nhà máy và xử lý nước thải phân xưởng mạ

    • Bể oxy hóa xianua (do có mạ đồng xianua)

      Dòng thải chứa Cr được đưa vào bể phản ứng, được khuấy trộn đều với các hóa chất (Na2SO3) nhờ hệ thống cánh khuấy, tham gia phản ứng khử Cr(VI) thành Cr(III). Dung dịch axit (98%) từ bể chứa axit định lượng và đưa vào bể chứa để tạo môi trường thích hợp (pH = 3), thiết bị đo pH được gắn liền với thiết bị định lượng nhằm kiểm soát lượng axit đưa vào bể, tạo điều kiện cho phản ứng xảy ra tối ưu (ở đây dòng Cr mang tính axit nên dựa vào thiết bị đo pH mới thêm axit với lượng thích hợp). Lượng Na2SO3 được bơm vào bể khử Cr bằng bơm định lượng và trong bể khử Cr phải lắp đầu dò pH nhằm kiểm soát được pH của phản ứng luôn ở pH =2,5- 3.

      Lượng NaOCl được bơm vào bể oxy hóa xianua bằng bơm định lượng và trong bể oxy hóa xianua phải lắp đầu dò pH nhằm kiểm soát được pH của phản ứng luôn ở. Tuy nhiên trong thực tế, do nhiều yếu tố ảnh hưởng đế quá trình lắng như lắng chen của các hạt, chuyển động của các lớp nước hoặc do quá trình bơm hút bùn, đưa nước vào bể,. Dựa vào tính toán trên, ta có kế hoạch hoạt động cho hệ thống máy ép bùn.Nước thải trước khi đưa vào bể lắng chủ yếu chứa các hạt hydroxit kim loại và một lượng nhỏ các hạt huyền phù khó lắng.

      Lượng bùn thải này không nhiều và máy ép bùn hoạt động gián đoạn theo chu kì hoạt động đã tính, ta không tính bơm bùn mà lựa chọn loại có khả năng chịu được kiềm, năng suất Q. => Ngoài những thiết bị chính và các thiết bị phụ như bơm, máy nén khí, thùng chứa thiết bị thì còn nhiều thiết bị phụ khác như bơm định lượng, ống, rãnh thoát nước thải, phòng thí nghiệm.vv.

      Hình IV.1: Sơ đồ cấu tạo song chắn rác.
      Hình IV.1: Sơ đồ cấu tạo song chắn rác.

      PHÂN TÍCH HIỆU QUẢ CHI PHÍ VÀ XÂY DỰNG HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI

        + Hệ thống xử lý cần bố trí ở cuối hướng gió, cuối đường cống thoát nước tránh ảnh hưởng đến các hoạt động khác đồng thời giảm giá thành chung của đường ống, hệ thống cách xa khu dân cư và nơi sản xuất sinh hoạt có đông công nhân. + Nhà máy đảm bảo được các yêu cầu về mặt môi trường nhờ đó tránh được các khoản phạt về vấn đề môi trường, giúp cho các hoạt động sản xuất của nhà máy diễn ra bình thường không bị ngừng trệ vì vi phạm các quy định về vệ sinh môi trường. Trong quá trình hoạt động có thể xảy ra sự cố ở dây chuyền xử lý nước thải trong khi đó tại phân xưởng mạ vẫn tiếp tục hoạt động.Vì vậy, ở đây ta bố trí xây dựng thêm một hồ chứa nước thải với thể tích bằng 1 ngày hoạt động là 200m3 nếu sự cố xảy ra để chứa nước từ phân xưởng mạ, mục đích chính là chứa nước thải sau xử lý để tái sử dụng cho tưới tiêu, tưới đường, chăn nuôi….

        Trong một loạt các phương pháp xử lý nước thải ngành mạ thì phương pháp oxy hóa khử và keo tụ là phương pháp phù hợp và khả thi nhất đối với điều kiện hiện nay của cơ sở sản xuất như: kinh phí eo hẹp, không có công nhân trình độ cao để vận hành hệ thống. Dễ vận hành, dễ thao tác, tính linh hoạt cao có thể thay đổi công suất phù hợp với tình hình sản xuất của nhà máy ngay cả khi quy mô sản xuất của nhà máy được mở rộng, hiệu suất xử lý cao và xử lý được triệt để chất ô nhiễm trong nước thải, lượng bùn thải sinh ra ít, khả năng tái thu hồi kim loại cao, chi phí xử lý cho 1 m3 nước thải là tương đối, các hóa chất đều dễ kiếm và dễ mua trên thị trường. Ngoài các giải pháp công nghệ xử lý nước thải thì để giảm thiểu ô nhiễm chất thải mạ một cách hiệu quả và tốn ít chi phí nhất, các cơ sở cần áp dụng các giải pháp quản lý và sản xuất sạch hơn trong sản xuất và cần nhận thức đúng về công tác môi trường cũng như được đầu tư vốn để đổi mới công nghệ thiết bị.