Thiết bị hũa trộn cú dạng hỡnh trụ trũn, đƣợc bố trớ cỏnh khuấy bờn trong. Nƣớc thải chứa Crụm ra khỏi bể khử đƣa vào bể hũa trộn. Tại đõy, dung dịch sữa
K18 (2010 - 2012) 60 Khoa học Môi tr-ờng
vụi Ca(OH)2 đƣợc cấp vào để kết tủa cỏc ion kim loại cú trong nƣớc thải. Thời gian khuấy trộn trong bể khoảng 1520 phỳt
Tổng lƣu lƣợng vào bể hũa trộn
- Phản ứng kết tủa ion kim loại xảy ra nhƣ sau:
Cr2(SO4)3 + 3Ca(OH)2 = 3CaSO4 + 2Cr(OH)3 - Theo phƣơng trỡnh trờn, để kết tủa 2x52g Cr+3 cần 3x74g Ca(OH)2 - Mặt khỏc, tải lƣợng của Cr+3 chớnh bằng tải lƣợng của Cr+6
là TCr6= 1,65 g/h lƣợng Ca(OH)2 cần đƣa vào bể hũa trộn là:
M = = 3,522g/h 0,648(kg/ngày) Lƣu lƣợng dung dịch sữa vụi đƣa vào bể là:
Q = 0,0000695m3/h 0,0017(m3/ngày) - Để đảm bảo tốt quỏ trỡnh kết tủa, ta lấy dƣ lờn thành QK = 0,01 m3/h Tổng lƣu lƣợng vào bể hũa trộn là:
Qtổng = QCr + QK = 0,625 + 0,0017 = 0,627( m3/h) Thể tớch thiết bị hũa trộn
- Chọn thời gian khuấy trộn trong bể là: tk = 20 phỳt Thể tớch bể hũa trộn là: V = Qx tk = 0,627x(20/60) = 0,21 (m3)
- Chọn chiều cao của thiết bị là 1,2m, trong đú chiều cao làm việc là 1 m Diện tớch thiết bị là: S = = 0,21m2
K18 (2010 - 2012) 61 Khoa học Môi tr-ờng
Chọn cỏnh khuấy
Tƣơng tự nhƣ chọn cỏnh khuấy cho bể phản ứng:
- Chọn cỏnh khuấy chõn vịt cú 2 cỏnh với đƣờng kớnh d = 300 mm - Số vũng quay n = 300 vũng/phỳt = 5vũng/s
- Cụng suất cỏnh khuấy: N = 3,3 kw - Cụng suất động cơ điện: Nđc= 5,5 kw
K18 (2010 - 2012) 62 Khoa học Môi tr-ờng
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ KẾT LUẬN
1. Đó tỡm hiểu đƣợc quy mụ, cụng nghệ sản xuất tại Cụng ty TNHH Tae Yang Việt Nam. Quy mụ sản xuất của Cụng ty khỏ lớn, mỗi năm cung cấp hàng triệu sản phẩm thỡa, dao, dĩa cho thị trƣờng trong nƣớc cũng nhƣ xuất khẩu. Cụng nghệ sản xuất của cụng ty hiện nay khỏ hiện đại với 100% thiết bị mỏy múc chớnh đƣợc nhập khẩu từ Hàn Quốc.
2. Đó tỡm hiểu đƣợc đặc tớnh nƣớc thải và hiện trạng xử lý của Cụng ty TNHH Tae Yang Việt Nam. Theo khảo sỏt, Cụng ty vẫn chƣa tỏch riờng dũng nƣớc thải sinh hoạt và sản xuất mà tập trung xử lý trong hệ thống xử lý chung dựng phƣơng phỏp sinh học. Vỡ vậy, đặc tớnh nƣớc thải của Cụng ty là cú hàm lƣợng cỏc chất hữu cơ cao, hàm lƣợng crụm cũng khỏ cao. Tuy nhiờn, sau hệ thống xử lý thỡ cỏc chỉ tiờu đều đạt quy chuẩn cho phộp, chỉ riờng hàm lƣợng crụm đầu ra vẫn vƣợt quy chuẩn cho phộp 12 lần so với QCVN 40:2011/BTNMT-B.
3. Đó xỏc định đƣợc điều kiện tối ƣu của cỏc yếu tố ảnh hƣởng đến quỏ trỡnh khử Cr6+ về Cr3+ tại giỏ trị pH = 3 với hiệu suất khử đạt 76,6% (Na2S), 77,9% (NaHSO3) và 81,8% (FeSO4); lƣợng chất khử NaHSO3 là 5g/1g Cr6+ đạt hiệu suất khử 84,4%; trong khoảng thời gian 30 phỳt đạt đƣợc hiệu suất khử 82,2%.
4. Đó xỏc định đƣợc cỏc điều kiện tối ƣu đối với quỏ trỡnh kết tủa Cr(OH)3 tại pH 10 với hiệu suất quỏ trỡnh kết tủa đạt 76,18%; hàm lƣợng sữa vụi là 15g/1g Cr6+ đạt hiệu suất 72,63%; cú khuấy chậm trong khoảng thời gian 20 phỳt, hiệu suất đạt 74,88% và thời gian lắng là 25 phỳt hiệu suất đạt 72,51%. Nƣớc thải sau xử lý đạt tiờu chuẩn cho phộp của QCVN 40:2011/BTNMT-B.
K18 (2010 - 2012) 63 Khoa học Môi tr-ờng
5. Đó đề xuất giải phỏp cụng nghệ và tớnh toỏn một số cỏc thiết bị chủ yếu trong dõy chuyền, để cú thể ỏp dụng xử lý nƣớc thải chứa crụm tại Cụng ty TNHH Tae Yang Việt Nam.
KHUYẾN NGHỊ:
Loại hỡnh nƣớc thải cụng nghệ mạ là loại nƣớc thải cú tớnh ụ nhiễm cao, khụng chỉ cú crụm mà cũn nhiều cỏc chất độc hai khỏc nhƣ cỏc chất tẩy rửa, cỏc chất hữu cơ khú phõn hủy,…Vỡ vậy, qua nghiờn cứu chỳng tụi cú những kiến nghị sau:
1. Tiếp tục nghiờn cứu và ỏp dụng thực nghiệm sõu hơn về khả năng xử lý crụm trong nƣớc thải mạ
2. Cần chỳ ý đến nguồn phỏt thải để phõn loại nƣớc thải từ nguồn. 3. Cần nghiờn cứu thờm để cú thể ỏp dụng xử lý tất cả cỏc thành
phần ụ nhiễm cú trong nƣớc thải.
4. Sau quy trỡnh xử lý, một lƣợng bựn lắng đƣợc tạo ra. Vỡ vậy, để xử lý mụi trƣờng một cỏch triệt để toàn diện, cần nghiờn cứu về biện phỏp thu hồi hoặc xử lý bựn thải sau khi xử lý nƣớc thải.
K18 (2010 - 2012) 64 Khoa học Môi tr-ờng
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tài liệu tiếng việt
1. Lờ Quý An (2003), Hiện trạng ụ nhiễm mụi trường Việt Nam, NXB Quõn đội nhõn dõn.
2.Bộ mụn quỏ trỡnh và thiết bị cụng nghệ húa chất, Khoa Húa, Trƣờng Đại học Bỏch khoa Hà Nội (1999), “Sổ tay quỏ trỡnh và thiết bị cụng nghệ húa chất”, tập 2, Nhà xuất bản Khoa học Kĩ thuật Hà Nội.
3. Đặng Kim Chi (1997), Húa mụi trường, tr:198, Nhà xuất bản Khoa học Kĩ thuật, Hà Nội
4.Nguyễn Văn Dục, Nguyễn Dƣơng Tuấn Anh (2001). ễ nhiễm nước bởi kim loại nặng ở khu vực cụng nghiệp Thượng Đỡnh, Tạp chớ khoa học, Đại học Quốc gia, Hà Nội, T. XVII, No2, pp. 19-25.
5. Nguyễn Thị Hà, Trần Thị Hồng, Nguyễn Thanh Nhàn, Đỗ Thị Cẩm Võn, Lờ Thị Thu Yến (2007), “Nghiờn cứu khả năng hấp thu một số kim loại nặng (Cu2+, Pb2+, Zn2+) trong nƣớc của nấm men Saccharomyces cerevisiae”, Tạp chớ Khoa học ĐHQG Hà Nội, Khoa học Tự nhiờn và Cụng nghệ, (số 23- 2007), trang 99.
6. Trần Tứ Hiếu, Phạm Hựng Việt, Nguyễn Văn Nội (1999). Giỏo trỡnh Hoỏ Mụi trường cơ sở, Khoa Hoỏ học.
7.Trần Minh Hoàng, Nguyễn Văn Thanh, Lờ Đức Tri (1999), Sổ tay mạ điện, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật.
8.Trần Minh Hoàng (2007), Phõn tớch dung dịch mạ điện, Nhà xuất bản Đại học Bỏch Khoa Hà Nội.
9.Đặng Đỡnh Kim (2002), Hoàn thiện và triển khai cụng nghệ xử lý kim loại nặng từ nước thải cụng nghiệp mạ điện bằng phương phỏp sinh học và húa học, bỏo cỏo đề tài cấp Trung tõm KHTN và CNQG.
10.Nguyễn Khƣơng (2006), Mạ điện tập 1, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật. 11. Nguyễn Văn Lộc (2001), Cụng nghệ mạ điện, Nhà xuất bản Giỏo dục. 12. Nguyễn Văn Lộc (2001), Kỹ thuật mạ điện, Nhà xuất bản Giỏo dục.
K18 (2010 - 2012) 65 Khoa học Môi tr-ờng
13.Trần Văn Nhõn, Ngụ Thị Nga (1999). Cụng nghệ xử lý nước thải. NXB KHKT.
14.Trần Văn Nhõn, Nguyễn Thạc Sửu, Nguyễn Văn Tuế (1997). Giỏo trỡnh Hoỏ Lý cơ sở, Tập 2, NXB Giỏo dục.
15. Niờn giỏm thống kờ tỉnh Hƣng Yờn năm 2011
16. Đặng Thị Thơm (2008), Nghiờn cứu quy trỡnh xử lý crom và photpho trong nước thải mạ, Luận văn thạc sĩ, Trƣờng ĐHKHTN, Hà Nội.
17. Sở khoa học, cụng nghệ và mụi trƣờng Tp Hồ Chớ Minh (1998), Sổ tay hướng dẫn xử lý ụ nhiễm cụng nghiệp trong sản xuất tiểu thủ cụng nghiệp – Tập 8. Xử lý ụ nhiễm ngành mạ điện.
18. Đụng Thu Võn (2011), Nghiờn cứu cụng nghệ xử lý nước thải cụng nghiệp mạ điện tại cụm cụng nghiệp Phựng, Hà Nội. Luận văn thạc sĩ, Trƣờng ĐHKHTN, Hà Nội.
19. Một số trang Web:
- Website tỉnh Hƣng Yờn: http:// www. hungyen.gov.vn - Website Cục BVMT: http:// www.nea.gov.vn
- Website Bộ TN và MT: http:// www.monre.gov.vn
- Website Bộ Xõy dựng: http:// www. moc.gov.vn
Tài liệu tiếng anh
20.A. K. Mittal (2003), Waste Water Generation and Treatment Processes in “BraKe Shoe Manufacturing Industry” Environmental Enginering and Management Indian Institue of Technology New Delhi.
21.Deng. B (1995) Chromium (VI) reduction by Naturally occurring organic compounds – kinetics of direct and suface catalyzed reactions, Ph.D.Thesis. Thejohns Hopkins University.
22.Eary L.E., and D.Rai (1998) – Chromate removal from aqueous wastes by reduction with ferrous iron. Environ. Sci. Technol. Vol 22. pp.972-977.
K18 (2010 - 2012) 66 Khoa học Môi tr-ờng
23.Environment Protection Authority of Vitoria (1982) – Treament of Heavy metal Discharges to comply with receiving water quality objectives, Publication 149, Melbuorne.
24.Frederick T. Stanin and Malcolm Pirnie, “The Transport and Fate of Cr(VI) in the Environment”, L1608_C05.fm Page 161 Friday, July 23, 2004
25.Jyoon, Ylee, S.Kim (2001). Investigation of the reaction pathway of radicals produced by fenton oxidation in the conditions of wastewater treatment. Water Science and Technology. Vol 44. No5, pp.15-21.
26.M. Ajmal (1996), Studies on removal and recovery of Cr(VI) from electroplating wastes, Water Research, Vol 50. N0 6, pp.1482-1487.
27.Nelson Leonard Nemerow (2006), Industrial Waste Treatment, Elsevier Sicence And Technology Books.
28.Rowland, G.P., JR. 1939. Photoelectric colorimetry – Optical study of permanganate ion and of chromium-diphenylcacbazide system. Anal. Chem. 11:442.
29. S. Wadley, T.D Waiter (2004), Fenton process in advanced oxidation for water and wastewater treatment (Ed.S.Parsons). IWA P Publishing, pp.111- 137.
30. Sohair I. Abou-Elela Hanan S.Ibrahim Enas Abou-Taleb (2008), Heavy metal removal and cyanide destruction in the metal plating industry: an integrated approach from Egypt, Environmentalist pp:223-229.
31. World Bank, Environmental Department (1996) Pollution Prevention and Abatement: Electroplating Industry, Technical Background Document. 32. J.K. Satpathy and M. Chaudhuri (1995), Treatment of Cadimium plating
and Chromium-plating wastes by iron oxid-coasted sand, Water Environment Research Water Environment Research, Vol 68.N05, pp:788- 790.
PHỤ LỤC
PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THỰC NGHIỆM 1. Phƣơng phỏp xỏc định Cr (VI):
- Húa chất: HNO3 đặc
Dung dịch diphenylcarbazit: 1g diphenylcarbazit pha trong 200ml axetone 90%
- Tiến hành:
Cr (VI) đƣợc xỏc định bằng phƣơng phỏp trắc quang tại bƣớc súng 540nm. Trong mụi trƣờng axit, Cr(VI) kết hợp với diphenylcarbazit cú màu đỏ tớa và hấp phụ cực đại ở bƣớc súng 540nm. Phƣơng phỏp đo mẫu và tớnh toỏn kết quả dựa trờn việc lập đƣờng chuẩn xỏc định.
Đƣờng chuẩn Cr(VI) xỏc định trờn 6 điểm đo, lần lƣợt từ cỏc nồng độ 0mg/l; 0,2mg/l; 0,4mg/l; 0,6mg/l; 0,8mg/l; 1mg/l trong bỡnh định mức 100ml. Sau khi định mức với cỏc nồng độ xỏc định trờn thờm 1ml HNO3 đặc để đƣa về mụi trƣờng axit, thờm tiếp 1ml dung dịch diphenylcarbazit, lắc đều để bền màu trong khoảng 10 phỳt rồi đem so màu trờn trờn thiết bị UVS 2800, LABOMED,INC,USA tại bƣớc súng 540nm theo thứ tự nồng độ tăng dần.
Dựa vào đƣờng chuẩn, nồng độ Cr(VI) trong mẫu thớ nghiệm đƣợc xỏc định với 100ml mẫu trong mụi trƣờng axit và diphenylcarbazit tƣơng tự nhƣ trờn. Việc xỏc định nồng độ mẫu đo, màu hấp thụ cần nằm trong dải hấp thụ của đƣờng chuẩn đó dựng để đạt kết quả chớnh xỏc.
2. Phƣơng phỏp xỏc định Cr tổng 2.1. Phạm vi ứng dụng:
Phƣơng phỏp này đƣợc ỏp dụng để định lƣợng Crom tổng trong nƣớc và nƣớc thải bằng phƣơng phỏp so màu với giới hạn phỏt hiện từ 0,01-0,70 mg/L Ni.
Crom III (Cr3+) cú trong mẫu bị ụxi húa ở nhiệt độ cao trong mụi trƣờng kiềm thành dạng Crom VI (Cr6+). Axit húa mẫu. Hàm lƣợng Crom tổng đƣợc xỏc định theo phƣơng phỏp sử dụng 1,5 – Diphenylcarbohydrazide. Phƣơng phỏp này sử dụng gúi thuốc thử tinh khiết dạng bột ChromaVer 3 Chromium. Trong mụi trƣờng axit thuốc thử ChromaVer 3 Chromium cú chứa 1,5-Diphenylcarbohydrazide phản ứng với Cr6+ tạo thành hợp chất cú màu đỏ tớm. Cƣờng độ màu tỷ lệ với hàm lƣợng Cr6+ cú trong mẫu. Cực đại hấp thụ đƣợc đo ở bƣớc súng 540 nm.
2.3. Thiết bị, dụng cụ, húa chất:
Thiết bị:
Mỏy đo quang DR/2400 của hóng HACH, cú bƣớc súng 540nm.
Dụng cụ:
- Cuvet đựng mẫu loại 25 ml: 2 cỏi. - Bỡnh định mức loại: 25 ml, 100 ml. - Pipet: 1 ml, 2 ml, 5 ml, 10, 25 ml.
- Cốc thủy tinh cú mỏ loại 50 ml hoặc 100 ml. - Bếp đun
Húa chất:
- Axit Reagent Powder Pillow (Cat.No: 2126-99).
- Thuốc thử ChromaVerđ 3 Chromium (Cat.No: 12066-99). - Thuốc thử Chromium 1 (Cat.No: 2043-99).
- Thuốc thử Chromium 2 (Cat.No: 2044-99).
- Dung dịch chuẩn Crom III (Cr3+) 50 mg/l (Cat.No: 14151-42)
Chuẩn bị dung dịch Crom từ CrO32- nhƣ sau: Cõn chớnh xỏc 0,1923 g CrO32-. Hũa tan bằng 10 ml dung dịch HNO3 và định mức thành 1000ml dung dịch. Dung dịch thu đƣợc cú nồng độ 100mg/L Cr.
2.4. Tiến hành phõn tớch:
2.4.1. Chuẩn bị mẫu:
- Mẫu để xỏc định hàm lƣợng Crom tổng đƣợc đựng trong chai nhựa sạch đó trỏng rửa axit. Để bảo quản mẫu, điều chỉnh pH của mẫu pH ≤ 2 bằng dung dịch axit HNO3 đậm đặc, khoảng 2ml axit HNO3 đặc cho 1 lớt mẫu. Mẫu sau khi đó cho húa chất bảo quản cú thể lƣu giữ đến 6 thỏng ở nhiệt độ phũng.
- Trƣớc khi tiến hành phõn tớch, điều chỉnh pH của dung dịch mẫu về khoảng 4 bằng dung dịch NaOH 5N.
2.4.2. Xõy dựng đường chuẩn:
Chuẩn bị dung dịch chuẩn và dung dịch làm việc:
- Dung dịch chuẩn A: cú nồng độ 50 mg/L Cr3+.
- Chuẩn bị dung dịch làm việc B cú nồng độ 10 mg/L Cr3+: Hỳt chớnh xỏc 10,00 ml dung dịch A rồi định mức thành 50 ml bằng nƣớc cất, thu đƣợc 50 ml dung dịch B cú nồng độ 10 mg/L Cr3+.
- Chuẩn bị dung dịch làm việc C cú nồng độ 1 mg/L Cr3+: Hỳt chớnh xỏc 2,50 ml dung dịch B rồi định mức thành 25ml bằng nƣớc cất, thu đƣợc 100ml dung dịch C cú nồng độ 1 mg/L Cr3+.
Lập đường chuẩn theo dóy dung dịch cú nồng độ như sau:
Dung dịch chuẩn A: cú nồng độ 50 mg/L Cr3+.
Dung dịch làm việc B: cú nồng độ 10 mg/L Cr3+.
Dung dịch làm việc C: cú nồng độ 1 mg/L Cr3+.
Tiếp tục pha loóng cỏc dung dịch A, B, C để cú dóy dung dịch cú nồng độ: 0,00; 0,01; 0,05; 0,10; 0,20; 0,40; 0,60; 0,70 mg/L Cr3+ nhƣ sau:
- Hỳt chớnh xỏc 7,0 ml dung dịch B rồi định mức thành 100ml bằng nƣớc cất thu đƣợc dung dịch cú nồng độ 0,70 mg/l Cr3+ (mẫu 8).
- Hỳt chớnh xỏc 6,0 ml dung dịch B rồi định mức thành 100ml bằng nƣớc cất thu đƣợc dung dịch cú nồng độ 0,60 mg/l Cr3+
(mẫu 7).
- Hỳt chớnh xỏc 4,0 ml dung dịch B rồi định mức thành 100ml bằng nƣớc cất thu đƣợc dung dịch cú nồng độ 0,40 mg/l Cr3+
(mẫu 6).
- Hỳt chớnh xỏc 2,0 ml dung dịch B rồi định mức thành 100ml bằng nƣớc cất thu đƣợc dung dịch cú nồng độ 0,20 mg/l Cr3+ (mẫu 5).
- Hỳt chớnh xỏc 1,0 ml dung dịch B rồi định mức thành 100ml bằng nƣớc cất thu đƣợc dung dịch cú nồng độ 0,10 mg/l Cr3+ (mẫu 4).
- Hỳt chớnh xỏc 5,0 ml dung dịch C rồi định mức thành 100ml bằng nƣớc cất thu đƣợc dung dịch cú nồng độ 0,05 mg/l Cr3+
(mẫu 3).
- Hỳt chớnh xỏc 1,0 ml dung dịch C rồi định mức thành 100ml bằng nƣớc cất thu đƣợc dung dịch cú nồng độ 0,01 mg/l Cr3+ (mẫu 2).
Bảng tổng hợp nồng độ mẫu thử để lập đường chuẩn
Thứ tự mẫu 1 2 3 4 5 6 7 8 Nồng độ Cr3+ (mg/l) 0,00 0,01 0,05 0,10 0,20 0,40 0,60 0,70 Dung dịch chuẩn Cr3+ (ml) 0,00 1,0C 5,0C 1,0B 2,0B 4,0B 6,0B 7,0B Nƣớc cất định mức thành 100ml 100 99,0 95,0 99,0 98,0 96,0 94,0 93,0 Hỳt ra cốc thủy tinh cú mỏ loại 100ml 25,0 25,0 25,0 25,0 25,0 25,0 25,0 25,0 Thuốc thử ChromaVer Chromium 1 (gúi) 1 1 1 1 1 1 1 1
Đun sụi cỏch thủy 05 phỳt
Chromium 2 (gúi) Acid Reagent Powder
Pillow 1 1 1 1 1 1 1 1
Thuốc thử ChromaVer
Chromium 3 (gúi) 1 1 1 1 1 1 1 1
Thời gian chờ phản ứng 05 phỳt
Đo mật độ quang (Abs)
Sau khi cho thuốc thử, chờ khoảng 15 phỳt để màu ồn định, tiến hành đo mật độ quang và xõy dựng đƣờng chuẩn theo biểu mẫu sau:
Sau khi lập xong đƣờng chuẩn, kiểm tra xem độ tuyến tớnh bằng cỏch xỏc định giỏ trị R2 (bỡnh phƣơng tuyến tớnh đƣợc tớnh toỏn tự động trong biểu thức của Excel). Đƣờng chuẩn Crom tổng y = a.x + b (Abs) Độ hấp thụ Nồng độ Cr (mg/L) Abs 1 Cx1
Từ giỏ trị mật độ quang (Abs) đo đƣợc, dựa vào đƣờng chuẩn đó xõy dựng, ta cú thể xỏc định đƣợc hàm lƣợng Crom tổng cú trong dung dịch mẫu đo, từ đú xỏc định