MỤC LỤC
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. 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.
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. 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.
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. 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 ). 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.
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). 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. Công nhân làm việc trong phân xưởng mạ có dùng xianua phải tuân thủ các qui định an toàn lao động.
Dung dịch được gọi là mất tính độc khi nồng độ axit crômic không vượt quá 0,1mg/l. Đem dung dịch trên chuẩn độ bằng dung dịch 10% NaHSO3 đến khi màu dung dịch đổi thành màu xanh nhạt. Trong khi tiến hành trung hòa, cần khuấy nước rửa liên tục và mạnh bằng không khí nén hoặc bằng máy khuấy.
Qúa trình khử làm dung dịch CrO3 có màu nâu đỏ biến đồi thành màu xanh nhạt. Dung dịch NaHSO3 pha chế trong các bể lót cao su, chì hoặc bằng plastíc. Để trung hòa các axit có trong nước thải dùng dung dịch xút NaOH hoặc nước vôi Ca(OH)2.
Các nước thải có chứa hydroxyl (OH-) chủ yếu sau quá trình tẩy rửa chi tiết dầu mỡ.
Nguyên lý chính của phương pháp dựa trên tính chất keo tụ kết tủa hydroxit các kim loại nặng có trong nước thải xi mạ. Kết tủa được cho qua bể lắng, tách ra, làm khô và tái sử dụng hoặc bỏ đi. Nước sau khi loại trừ kim loại nặng còn chứa các muối vô cơ như Na2SO4, NaCl, NaCNO và thải ra ngoài.
Ở đây cũng chỉ giải quyết được phần kim loại nặng, còn các muối khác chấp nhận còn trong nước thải và thải ra ngoài. Để thực hiện phương pháp này cần phải có mặt bằng mà rất ít cơ sở xi mạ tiểu thủ công nghiệp có được. Qui trình công nghệ xử lý có các bước sau (sơ đồ 1) : nước thải được thu gom riêng biệt vào hố thu, từ hố thu bơm lên bể phản ứng và bể lắng kết hợp, thường sử dụng 2 bể lắng làm việc luân phiên.
Tại bể lắng các phản ứng được thực hiện là : - Điều chỉnh pH cho phù hợp.
- Hố gom nước thải: đào sâu xuống nền nhà dung tích khoảng 500 –1000 lít xây bằng xi măng hoặc bằng composit, nếu xây bằng xi măng phải bọc phủ chống ăn mòn vì nước thải có tính ăn mòn mạnh đối với xi măng. Kiểm tra pH của nước thải cho thêm 50 gam sunfat đồng bằng cách hòa tan sunfat đồng trong nước cho tan hết , chỉnh pH lên 10 – 11 (bằng xút, xô đa hoặc. vôi) trộn đều và cho thêm 0,5 lít dung dịch H2O2 đặc trộn đều trong 15 phút cho phản ứng hết xianua. Sau một vài lần kết tủa, lượng hydroxit kết tủa tích tụ trong bể lắng, kết tủa nhiều (cụ thể là trong thời gian qui định lượng kết tủa lắng vẫn cao hơn mức van sang bể lọc) thì bật máy bơm , bơm kết tủa sang bể lắng cặn.
Phần cặn đặc cho vào túi lọc bằng vải, treo lên gía, để cho nước trong chảy ra khỏi túi lượng cặn tích tụ lại sẽ khô dần và có thể lấy ra để bỏ đi, trong quá trình lọc túi vải có thể bổ sung thêm lượng cặn mới vào túi và để cho ráo nước. Nước thải khi tiếp xúc với nhựa trao đổi cation các ion kim loại nặng của nước thải sẽ trao đổi với các ion H+ của nhựa và bị giữ lại trong nhựa còn các ion H+ sẽ chuyển vào dung dịch nước thải như phương trình ( 1 ). Các anion của nước thải sẽ trao đổi với các ion OH – của nhựa và bị giữ lại trong nhựa , các ion OH – của nhựa sẽ chuyển vào nước thải và kết hợp với các ion H+ tạo thành phân tử nước ( phương trình phản ứng 2,3 ).
Như vậy nước thải sau khi xử lý bằng nhựa trao đổi ion có độ sạch cao và được tái sử dụng.
Phương pháp trao đổi ion là phương pháp tiên tiến xử lý nước thải xi mạ, vận hành dễ dàng và chiếm diện tích nhỏ, phù hợp với các cơ sở TTCN có mặt bằng nhỏ. Dùng phương pháp trao đổi ion mục đích không chỉ để làm giảm triệt để các kim loại nặng mà còn sử dụng lại nước thải cho qúa trình sản xuất. Tuy nhiên với mục đích chỉ loại trừ kim loại nặng có trong nước thải thì có thể dùng nhựa trao đổi cation, biện pháp này nước thải ra còn chứa các ion hoá trị 1 như Na+, H+,NH4+.
Dung lượng của nhựa trao đổi cation : Số lượng bằng mili đương lượng gam của ion kim loại được trao đổi bởi 1 mili lít nhựa là 1,8 meq/ml. Tất nhiên trong hệ thống trao đổi ion không thể đạt tối đa hiệu suất nên lượng nhựa trao đổi ion phải dùng nhiều hơn cỡ 10 % so với tính toán. Đối với nhựa trao đổi anion cũng tính tương tự với nồng độ các anion có trong nước thải.
Có thể đặt hàng và mua các thiết bị trao đổi ion tại các cửa hàng chuyên doanh xử lý nước theo yêu cầu.
A9 B9 An Dương Vương, phường 20, quận Tân Bình Nước thải từ hố gom nước thải được bơm lên bồn phản ứng, ở đây cần được điều chỉnh pH = 5 –7 và cho natrisunfit để khử crômat sau khi trung hòa xong nước thải được bơm qua cột trao đổi ion để loại bỏ các kim loại nặng. Nước thải sau khi tái sinh, chứa hàm lượng cao các kim loại nặng từ nước thải, gom lại vào thùng chứa, dùng xút trung hòa đưa pH > 8 để kết tủa hydroxit kim loại, chờ cho lắng gạn bỏ nước trong thải ra ngoài, còn cặn cho vào túi lọc, treo lên cho nước chảy ra, bã khô gồm các hydroxit kim loại, được thu gom để tái sử dụng kim loại hoặc đem chôn với rác. Nước thải tái sinh nhựa trao đổi anion có chứa nhiều kiềm nên phải gom vào thùng chứa, trung hòa bằng axít đến pH 6-8 trước khi thải ra ngoài.
Thao tác vận hành tương đối đơn giản Nước thải sau khi xử lý được sử dụng lại Nhược điểm : Chi phí đầu tư ban đầu cao Chi phí vận hành cao. Phần việc tái sinh nhựa sẽ do cơ sở dịch vụ đãm nhiệm , định kỳ nhân viên của cơ sở dịch vụ đến các hộ sản xuất thay thế các cột trao đổi ion đem các cột đã sử dụng về cơ sở tái sinh và kỳ sau đến đổi lại. Cách làm như vậy có lợi cho các hộ sản xuất giảm bớt được đầu tư ban đầu vì không phải đầu tư hệ thống tái sinh nhựa trao đổi và xử lý nước thải tái sinh và giảm bớt phiền hà cho các cơ sở xi mạ trong khâu tái sinh nhựa.