2.3.2.1. Mục đớch, yờu cầu của việc thu hồi crom
Mục đớch:
- Giảm ụ nhiễm mụi trường, đảm bảo tiờu chuẩn xả thải: Sau khi ỏp dụng phương phỏp thu hồi crom thỡ nước thải đạt tiờu chuẩn xả thải, đảm bảo nước thải xả ra khụng gõy ụ nhiễm cho khu vực xung quanh, đặc biệt là lưu vực sụng, nguồn nước ngầm.
- Mang lại lợi ớch kinh tế: Nõng cao hiệu suất sử dụng nguyờn liệu và đem lại lợi ớch kinh tế trực tiếp cho cụng ty khi sử dụng sản phẩm thu hồi. Khụng phải nộp tiền phạt mụi trường và khắc phục cỏc sự cố hay ảnh hưởng do dũng thải gõy ra. Nếu doanh nghiệp thấy rừ được cỏc lợi ớch kinh tế này, họ sẽ tớch cực hơn trong việc đầu tư và xõy dựng hệ thống thu hồi này.
Yờu cầu:
Yờu cầu về hiệu quả xử lý: Nước thải sau khi xử lý phải đảm bảo chất lượng theo QCVN 40:2011/BTNMT (cột B) sau đú thải vào nhà mỏy xử lý nước thải tập trung KCN.
Yờu cầu về sản phẩm sau thu hồi: Đảm bảo crom thu được sau khi thu hồi và tỏi chế đạt được độ sạch cần thiết, đạt được yờu cầu tỏi sử dụng, nồng độ tạp chất nhỏ hơn giới hạn yờu cầu.
Yờu cầu về mụi trường: Phải đảm bảo về vệ sinh lao động cho người làm việc phõn xưởng mạ và nhõn viờn vận hành hệ thống xử lý, nước thải sau khi xử lý
phải đảm bảo chất lượng theo QCVN 40:2011/BTNMT (cột B). Chấp hành nghiờm chỉnh mọi quy định của phỏp luật Việt Nam về bảo vệ mụi trường.
Yờu cầu về kỹ thuật: Việc cải thiện hệ thống xử lý nước thải phải phự hợp với điều kiện sẵn cú của doanh nghiệp, bố trớ hợp lý, đảm bảo cho nhõn viờn vận hành dễ dàng.
Yờu cầu về kinh tế: Mức độ chi phớ để cải tạo cho hệ thống xử lý nước thải cần phự hợp với tỡnh hỡnh tài chớnh của cụng ty.
Diện tớch khu xử lý nước thải: Hiện tại khu xử lý nước thải cú diện tớch 280m2 đó được bố trớ cỏc hạng mục. Cụng trỡnh cải tạo phải nằm trong phạm vi khu xử lý nước thải.
Tận dung tối đa cỏc cụng trỡnh xử lý hiện cú.
2.3.2.2. Phõn tớch, lựa chọn cụng nghệ:
Lựa chọn phương phỏp cải tạo hệ thống XLNT thu hồi crom:
Căn cứ vào kết quả khảo sỏt và phõn tớch thành phần chất ụ nhiễm trong nước thải của nước thải mạ crom, ta thấy cỏc chất ụ nhiễm chớnh trong nước thải chủ yếu là ion Cr(VI). Việc thu hồi crom cú thể sử dụng nhiều phương phỏp trong số cỏc phương phỏp đó đề cập ở trờn. Mỗi phương phỏp đều cú những ưu nhược điểm và giới hạn ỏp dụng riờng. Trờn thực tế, khi tiến hành thiết kế, xõy dựng và lắp đặt hệ thống xử lý nước thải mạ, người ta cú thể tiến hành ỏp dụng một loại phương phỏp hoặc ỏp dụng phối hợp nhiều phương phỏp với nhau nhằm đảm bảo nước thải sau khi xử lý đảm bảo yờu cầu đó đưa ra. Hiện tại ở Việt Nam cú phương phỏp được sử dụng phổ biến nhất trong thu hồi crom, đú là phương phỏp trao đổi ion.
Phương phỏp trao đổi ion cho phộp tuần hoàn lại nước và chiết crom đạt hiệu quả cao nhất khi dựng với nồng độ crom thấp (5-120 mg/l) đặc trưng cho nước rửa từ nhà mỏy mạ.
Ưu điểm của phương phỏp trao đổi ion:
+ Yờu cầu về diện tớch xõy dựng nhỏ, phự hợp với cỏc cơ sở cú mặt bằng nhỏ, khụng cú quỹ đất để xõy dựng hệ thống xử lý.
+ Dễ bố trớ thiết bị
+ Tốc độ xử lý nhanh, thao tỏc vận hành tương đối đơn giản. + Xử lý triệt để và thu hồi lại được crom trong nước thải. + Nước thải sau khi xử lý cú thể tỏi sử dụng từ 90% - 95%. + Khụng cú bựn thải.
2.3.2.3. Sơ đồ cụng nghệ cải tạo hệ thống XLNT thu hồi crom
Nước thải phõn xưởng mạ của Cụng ty Galtronics bao gồm cỏc dũng thải chớnh là nước thải mạ crom, mạ đồng, mạ niken, nước thải axit & kiềm và được tỏch dũng riờng biệt. Do đú thuận tiện cho quỏ trỡnh xử lý thu hồi crom. Nước thải mạ crom thường chứa một lượng Cr(VI) do quỏ trỡnh rửa sản phẩm sau khi tẩm thực và thụ động bề mặt mạ bằng dung dịch CrO3 trong axit. Hàm lượng Cr(VI) trong nước thải thường cú nồng độ khoảng từ 50 – 200 mg/l.
Trong quỏ trỡnh mạ, nồng độ CrO3 giảm dần. Vỡ vậy, phải thường xuyờn xỏc định nồng độ bằng phương phỏp phõn tớch húa học hoặc bằng mỏy đo tỷ trọng để xỏc định lượng CrO3 bổ sung vào dung dịch.
Đề xuất phương ỏn cải tạo: Với dũng nước thải crom, bổ sung hệ thống xử lý thu hồi crom sau bể điều hũa T-101 (bao gồm thiết bị lọc thụ, thiết bị trao đổi ion và hệ thống tỏi sinh, thu hồi crom). Nước thải rửa và phần nước thải khụng thu hồi được từ hệ thống này chuyển sang bể phản ứng T-102 và cỏc bể xử lý tiếp theo để tiếp tục quỏ trỡnh xư lý đảm bảo chất lượng nước sau xử lý đạt QCVN 40:2011/BTNMT (cột B). Sơ đồ dõy chuyền cụng nghệ cải tạo hệ thống xử lý nước thải thu hồi crom bằng phương phỏp trao đổi ion như sau:
Nước thải sau xử lý
Hỡnh 2.5. Sơ đồ cụng nghệ cải tạo hệ thống XLNT thu hồi crom
Dũng NT Crom Nũi Bể điều hũa T-101 Bể phản ứng T-102 Thiết bị lọc thụ T-01
Thiết bị trao đổi anionit T-02
Bể lọc T-104 Đầu tư mới
Bể trung hũa T-105 Bể lắng T-103
Thiết bị trao đổi cationit T-03
Bể chứa dd thu hồi T-04 Tỏi sử dụng cho xưởng mạ
Hỡnh 2.6. Sơ đồ nguyờn lý hệ thống xử lý nước thải thu hồi crom
Thuyết minh quy trỡnh:
Nước thải từ bể điều hoà dũng thải crom được bơm lờn thiết bị lọc thụ để loại bỏ cỏc loại cặn lơ lửng. Sau đú, ỏp lực dư của bơm sẽ tự đẩy nước thải sang thiết bị trao đổi ion.
Nước thải chảy qua thiết bị trao đổi ion chứa hạt nhựa trao đổi ion. Trước tiờn nước đầu vào gặp lớp bề mặt của nhựa trao đổi, Cr(VI) tiến hành trao đổi nờn chất trao đổi ion lớp đú sau khi cho nước chảy qua nhanh chúng mất hiệu lực. Sau đú nước cú Cr(VI) tiếp tục chảy qua lớp dưới, cứ thế vận hành trao đổi đến khi nú đạt đến cõn bằng ở lớp nhựa cuối cựng. Nhựa trao đổi ion trong cỏc cột sẽ dần dần bóo hũa cỏc ion kim loại. Sau một thời gian hoạt động, cột trao đổi sẽ mất tỏc dụng cần ngừng hệ thống để tiến hành tỏi sinh hạt nhựa.
Tỏi sinh nhựa làm cho chất hấp phụ trờn nhựa giải phúng ra, đồng thời làm cho nhưa hồi phục lại năng lực hấp phụ lại. Húa chất tỏi sinh thường dựng là NaOH, gốc OH- trong NaOH được trao đổi bằng gốc Cr2O72- và CrO42- hấp phụ trong nhựa.
Cuối giai đoạn tỏi sinh sử dụng nước sạch từ hệ thống xử lý nước DI để rửa lớp nhựa nhằm làm sạch chất tỏi sinh cũn lại trờn nhựa, đồng thời ổn định trật tự lớp nhựa.
Thu hồi crom: Dung dịch Na2Cr2O7 hoặcNa2CrO4 thu được khi tỏi sinh, tiếp theo khử Na bằng nhựa cationit mạnh. Lỳc đầu tiến hành khử Na ở pH thấp nờn crom trong nước tồn tại ở dạng Cr2O72-, cú màu đỏ da cam. Khi khử Na gần đến điểm kết thỳc, pH nõng cao, dung dịch thành phần chớnh là CrO3, cú màu vàng. Dung dịch Cr(VI) thu được tỏi sử dụng cho phõn xưởng mạ.
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CẢI TẠO HỆ THỐNG XLNT THU HỒI CROM TẠI CễNG TY GALTRONICS