Phương pháp xử lý nước thải từ dây chuyền mạ Crom Niken
MỤC LỤC
Mạ Crôm
CrO3 có thể dùng với nồng độ thay khổi trong một khoảng rất rộng từ 150-400 g/l vẫn không ảnh hởng nhiều đến dáng vẻ bên ngoài của lớp mạ. Mạ Crôm từ dung dịch chứa F – có những u điểm so với dung dịch chứa SO42- là: có thể mạ ở nhiệt độ phòng; khả năng phân bố và khả năng mạ sâu tốt hơn; ngỡng Dc tối thiểu thấp hơn; hiệu suất dòng điện cao hơn. Dung dịch chứa đồng thời hai anion SO42- và SiF62- có tác dụng làm tăng khoảng nhiệt độ và mật độ dòng điện cho lớp mạ bóng lên; tăng khả năng phân bố và trong một số trờng hợp cụ thể còn tăng đợc năng suất mạ Crôm lên.
Điểm nổi bật chung của dung dịch này là thành phần của nó luôn ổn định nhờ dùng d các muối khó tan chứa các anion ấy. Trong công nghiệp sản xuất phụ tùng xe đạp-xe máy, các chi tiết chủ yếu đ- ợc mạ 2 lớp: lớp trong là Niken, lớp ngoài là Crôm. Nớc thải từ xởng mạ điện thải ra có thành phần đa dạng, nồng độ lại thay đổi rất rộng, pH cũng biến động mạnh từ axit đến trung tính hoặc kiềm.
Lí do phải phân ra nh vậy vì : + Nớc thải xyanua gặp nớc thải axit hay nớc thải mạ crôm(cũng có lẫn axit) sẽ sinh ra khí HCN rất độc, làm ô nhiễm cả xởng mạ lẫn bộ phận tiếp theo xử lý nó. Ngoài ra, trong nớc thải còn chứa các chất nh dầu mỡ, chất huyền phù, đất cát, gỉ sắt Nh… vậy, nớc thải xởng mạ điện chứa rất nhiều các thành phần khác nhau, nồng độ lại biến động trong khoảng khá rộng.Do đó, để xử lý nớc thải mạ điện phải dùng nhiều các phơng pháp khác nhau, phù hợp với từng loại nớc thải và nồng độ tạp chất chứa trong nó. Việc chọn phơng pháp nào là tuỳ thuộc vào chỉ tiêu kinh tế- kỹ thuật cho phép, điều kiện môi trờng địa phơng yêu cầu, nồng độ nớc thải, nớc xử lý với mục đích để dùng lại cho sản xuất hay thải ra luôn môi trờng.
Khí thải
Công nghiệp mạ điện sinh ra nhiều chất thải độc hại, đặc biệt là kim loại nặng, gây ô nhiễm môi trờng xung quanh. Chất thải rắn từ quá trình sản xuất của công nghiệp mạ điện chứa rất nhiều kim loại nặng và cả các chất độc hại khác. Vì thế, nó sẽ gây ô nhiễm đất và nguồn nớc ngầm nếu không đợc xử lý và chôn lấp cẩn thận.
Các chất ô nhiễm có thể theo chuỗi dinh dỡng đi vào cơ thể ngời, gây ra những bệnh nguy hiểm.
Tác hại của các hóa chất phát sinh trong công nghệ mạ điện đến cơ
Làm sạch nớc thải crôm bằng phơng pháp kết tủa hóa học
- Kiềm hóa nớc thải để kết tủa Cr3+ (và kim loại nặng) ở dạng hydroxyt Chất khử có thể dùng natri sunfit, natri bisunfit, natri hydrosunfit và pyrosunfit, sắt (II) sunfat, khí SO2, phoi thép. Dùng chất khử có chứa ion SO32 - phải tiến hành trong môi trờng axit có pH. Tốt nhất là khử ở môi trờng kiềm vì giảm đợc lợng kiềm cho phản ứng xuống hai lần nên đỡ tốn xút và vôi hơn.
Nên tận dụng dung dịch kiềm hỏng, dung dịch kiềm tẩy dầu mỡ, nớc thải kiềm tính,. - Trong quá trình kết tủa tạo thành các hydroxyt kim loại khó tan, hàm l- ợng ion OH- giảm. Do vậy để quá trình keo tụ đạt hiệu quả cao thì cần bổ sung thêm hóa chất điều chỉnh pH trong qua trình xử lý.
Hệ thống gồm bể chứa nớc thải với mục đích chứa và điều hòa lu lợng, bể phản ứng là thiết bị chính của hệ thống, trong đó hóa chất điều chỉnh pH, hóa chất khử và hóa chất keo tụ tác dụng với hợp chất chứa kim loại có trong nớc thải tạo ra hydroxyt kim loại hay muối kim loại kết tủa. Sau phản ứng hỗn hợp nớc và chất kết tủa đợc đa qua bể lắng để tách bông cặn. Bông cặn (bùn) đợc tách nớc, sau đó đa đi xử lý tùy thuộc đặc tính và thành phần của bùn.
![Hình 2.1 - Sơ đồ xử lý nớc thải Crom [3]](https://media.store123doc.com/figures/003/045/hinh-so-do-xu-ly-noc-thai-crom-3045385.webp)
Làm sạch nớc thải kiềm-axit bằng phơng pháp hóa học
Phơng pháp xử lý nớc thải bằng phơng pháp hóa học có u điểm lớn là hiệu suất khử chất ô nhiễm trong nớc thải khá cao, xử lý đợc lợng lớn nớc thải, nhng không thu hồi đợc các chất có ích để dùng lại nh kim loại, các axit, kiềm, hóa chất xử lý. Quá trình khử các cationit xảy ra tại các catôt, tại đây ion kim loại bị khử thành ion ít độc hơn (Cr6+. thành Cr3+) hoặc tạo thành kim loại bám vào điện cực (Ni2+ thành Ni). Cần chú ý không đợc để lẫn nớc thải chứa Cr3+ với chất oxy hóa, nhất là Clo hoạt tính, vì khi đó Cr3+ sẽ dễ dàng bị oxy hóa thành Cr6+ trở lại.
Để làm sạch nớc thải có thể dùng thiết bị làm việc gián đoạn, theo chu kỳ, nhng sau mỗi lần tiến hành xong mọi phản ứng (khử và tạo thành hyđroxyt) nhất thiết phải đuổi hết không khí nằm trong váng nổi và trong hyđroxyt. Nguyên tắc là cho nớc thải lọc lần lợt qua hai cột cationit và anionit, các cation tạp chất sẽ đợc giữ lại ở cột đầu, các anion tạp chất sẽ đợc giữ lại ở cột cuối, nớc trở nên rất sạch, hoàn toàn có thể dùng lại. Khi đó tùy theo yêu cầu chất lợng nớc tại khâu rửa ấy mà ấn định cho thiết bị trao đổi ion chỉ phải loại bỏ một số tạp chất cần thiết nhất đã có thể dùng lại để rửa rồi.
Nguyên lý của phơng pháp là dựa trên nguyên tắc một số loài thực vật, vi sinh vật trong nớc sử dụng kim loại nh chất vi lợng trong quá trình phát triển sinh khối nh bèo tây, bèo tổ ong, tảo,. Với phơng pháp này, nớc thải phải có nồng độ kim loại nặng nhỏ hơn 60 mg/l và bổ sung đủ chất dinh dỡng (N, P) và các nguyên tố vi lợng cần thiết khác cho sự phát triển của các loài thực vật nh rong tảo. Do nớc thải không ổn định cả về lu lợng và thành phần mà phụ thuộc rất nhiều vào quá trình sản xuất, đặc biệt là quá trình thay rửa bể, nên khó có thể tính toán nồng độ các chất trong nớc thải một cách chính xác.
So sánh các phơng pháp xử lý
- Không thu hồi đợc các chất có ích để dùng lại nh kim loại, các axit, kiềm, hoá chất xử lý. - Sơ đồ công nghệ tợng đối đơn giản và có thể dễ dàng tự động hóa - Hiệu quả xử lý cao đối với dòng thải có nồng độ chất ô nhiễm lớn. - Có thể thu hồi nớc sạch và các chất có ích để dùng lại, tạo ra ít chất thải - Không cần sử dụng các tác nhân hóa học.
- Không thích hợp với điều kiện kinh tế và trình độ khoa học công nghệ hiện nay của nớc ta. - Quá trình xử lý không tạo chất thải nên thân thiện với môi trờng - Giá thành thấp. - Hiệu quả thấp nếu hàm lợng chất ô nhiễm trong dòng thải không ổn định hoặc quá lớn.
- Quá trình vận hành phải kiểm soát đợc các chất ô nhiễm trong dòng thải và lợng chất dinh dỡng N, P cấp thêm vào dòng thải. Giá thành đơn vị tiền / kg Làm sạch bằng hóa chất (trung. hòa, khử, oxy hóa các chất vô cơ) và làm một phần chất hữu cơ. Chú thích : Đơn vị tiền/m3 hay đơn vị tiền/kg ở đây chỉ có ý nghĩa để so sánh giá.
Lựa chọn phơng pháp khả thi
Sau đó chúng đợc đi qua thiết bị tách dầu để tách dầu mỡ và các tạp chất nổi có trong dòng thải. Sau khi ra khỏi thiết bị tách dầu, riêng đối với dòng thải chứa crôm sẽ đợc bơm vào bể phản ứng để khử Cr6+ thành Cr3+. Bể phản ứng có 2 ngăn : ngăn thứ nhất cấp NaHSO3 và H2SO4, trong bể có lắp cánh khuấy để đảm bảo khuấy trộn.
Các dòng thải sau đó đợc bơm sang bể hòa trộn nớc thải với sữa vôi nhằm mục đích nâng pH của nớc thải lên khoảng 10 ữ 11 để xảy ra phản ứng chuyển các ion kim loại có trong nớc thải sang dạng các hydroxyt kết tủa nh: Cr(OH)3; Ni(OH)2. Bể hòa trộn có dạng hình trụ tròn, bên trong có bố trí cánh khuấy nhằm hòa trộn nhanh nớc thải với sữa vôi. Đầu tiên, nớc thải đợc bơm vào bể phản ứng xoáy hình trụ, tại đây do tác dụng của các dòng xoáy, những bông cặn kết tủa sẽ kết hợp với nhau tạo nên những bông cặn có kích cỡ lớn hơn, khối lợng lớn hơn và dễ lắng hơn.
Nớc trong chảy tràn lên trên rồi theo máng dẫn nớc đi sang bể lọc nhanh 2 lớp để tách nốt các tạp chất nhỏ mà ở bể lắng không tách đợc. - k1 : là hằng số tốc độ phản ứng phụ thuộc vào bản chất của nớc thải - C: nồng độ của ion Cr6+ biến thiên trong phản ứng. Để cho quá trình khử xảy ra đạt yêu cầu xử lý, ta chọn thời gian phản ứng khử xảy ra trong thiết bị là: T = 30 phút.
