1.4.1. Giới thiệu Cụng ty Galtronics
1.4.1.1. Giới thiệu chung
Cụng ty Galtronics (Cụng ty TNHH Galtronics Việt Nam) là cụng ty cú 100% vốn nước ngoài được Ban quản lý cỏc Khu cụng nghiệp Bắc Ninh cấp giấy chứng nhận đầu tư số 212043.000612 ngày 16/01/2014 với chức năng hoạt động chớnh là sản xuất thiết bị truyền thụng (Phỏt triển và sản xuất ăng ten) [4].
Cụng ty thuờ văn phũng và nhà xưởng của Tổng Cụng ty Cổ phần Dịch vụ Kinh Bắc thuộc Khu cụng nghiệp Quế Vừ (khu vực mở rộng), xó Phương Liễu, huyện Quế Vừ, tỉnh Bắc Ninh; với tổng diện tớch đất sử dụng là 16.459,5 m2 .Vị trớ ranh giới khu đất được xỏc định như sau [4]:
- Phớa Tõy giỏp Cụng ty TNHH Jangwon Tech Vina. - Phớa Đụng giỏp đường N3 - 2.
- Phớa Nam giỏp lụ đất G4. - Phớa Bắc giỏp đường D1 - 3.
1.4.1.2. Loại hỡnh sản phẩm
Cụng ty Galtronics sản xuất cỏc cụng nghệ ăng ten hàng đầu cho điện thoại thụng minh, cụ thể là ăng ten TSMA và ăng ten LDS.
Ăng ten TSMA viết tắt của “Two Shot Mold Antennas - Cụng nghệ hai lần
dập’’. Trong cụng nghệ này, mỗi khuụn (bằng nhựa) sẽ được bơm cỏc loại dung
dịch nhựa trong hai giai đoạn khỏc nhau [7].
Ăng ten LDS là viết tắt của “Laser Direct Structuring - Cụng nghệ tạo hỡnh
bằng Laser’’. Cụng nghệ chế tạo này cho phộp thiết kế ăng ten theo định dạng gắn
trực tiếp trờn vỏ nhựa, dựng nhựa kớch hoạt bằng laser. Cụng nghệ sản xuất LDS được thực hiện bằng mỏy lazer cho bản mạch kỹ thuật số, dữ liệu sẽ được gửi tới điện trở PCB trong buồng đốt, mạ kim loại, sau đú thực hiện phủ kim loại trờn đường rónh bề mặt [7].
Nguyờn liệu: Ăng ten TSMA và LDS sử dụng nhựa PC (Polycarbonate) làm vật liệu vỏ và nhựa ABS (Acrylonitrin Butadien Styren) làm thành phần [7].
Ứng dụng: Ăng ten TSMA được sử dụng trong sản xuất Galaxy SII LTE, Galaxy Note LTE, Galaxy SIII LTE. Ăng ten LDS được sử dụng trong sản xuất Galaxy SIII 3G, Galaxy Note II [7].
Tổng số lượng sản phẩm sản xuất dự kiến cho những năm ổn định của Cụng ty Galtronics như bảng 1.6.
Bảng 1.6. Tổng số lượng sản phẩm sản xuất dự kiến của Cụng ty Galtronics
Tờn sản phẩm Sản phẩm/thỏng Sản phẩm/năm (Năm ổn định)
Ăng ten TSMA 5.00.000 6.000.000
Ăng ten LDS 1.200.000 14.400.000
Nguồn: Cụng ty TNHH Galtronics Việt Nam [4]
Tổng số lượng sản phẩm sản xuất hiện nay của Cụng ty Galtronics như sau:
Bảng 1.7. Tổng số lượng sản phẩm sản xuất hiện nay của Cụng ty Galtronics
Tờn sản phẩm Sản phẩm/thỏng Sản phẩm/năm
Ăng ten TSMA 250.000 3.000.000
Ăng ten LDS 600.000 7.200.000
Dưới đõy là một số hỡnh ảnh của ăng ten TSMA và ăng ten LDS:
Hỡnh 1.6. Hỡnh ảnh của ăng ten TSMA và ăng ten LDS [7]
1.4.1.3. Quy trỡnh cụng nghệ mạ tại cụng ty Galtronics
Sản phẩm đó định hỡnh được chuyển sang cụng đoạn mạ. Quy trỡnh cụng nghệ mạ sản phẩm được mụ tả trờn hỡnh 1.7.
Hỡnh 1.7. Sơ đồ cụng nghệ mạ ăng ten TSMA và LDS kốm dũng thải [4] Tẩy nhẹ, rửa Tẩm thực Rửa Mạ húa học đồng Rửa Mạ điện niken
Nước thải axit Nước HCl, H2O2 CrO3 Nước CuSO4 Nước
Nước thải Cr(VI), Nước thải axit Rửa
Sấy khụ
Sản phẩm
Nước thải Ni2+, Nước thải axit, kiềm NiSO4 Nước Sản phẩm cần mạ Thụ động húa Crom Rửa CrO3 Nước
Nhạy húa + hoạt húa SnCl2
Pd2+
Nước thải Cr(VI), Nước thải axit
Nước thải Cu2+, Nước thải axit, kiềm Rửa
Nước thải axit Nước
Thuyết minh quy trỡnh:
Sau khi tẩy nhẹ và rửa bằng axit, sản phẩm cần mạ được rửa sạch và chuyển sang bước tẩm thực trong mụi trường axit nhằm làm thay đổi cấu trỳc và tớnh chất húa lý. Tẩm thực xong trờn bề mặt sinh ra cỏc lỗ xốp, cỏc điểm sõu tế vi, cú cấu tạo phức tạp, đảm bảo cho kim loại bỏm chắc lờn chất dẻo. Dung dịch tẩm thực là CrO3 trong mụi trường axit.
Chi tiết sau khi tẩm thực phải được rửa sạch. Vỡ nồng độ CrO3rất cao nờn cần phải rửa thu hồi, sau đú rửa nhiều lần ngõm trong dung dịch HCl 5%. Cuối cựng rửa sạch rồi mới tiến hành cụng đoạn sau.
Sau khi tẩm thực và rửa xong phải được nhạy húa và hoạt húa để tạo tớnh chất xỳc tỏc cho nú, đảm bảo cho khõu mạ húa học tiếp theo xảy ra cú kết quả. Dung dịch này đồng thời cả hai muối clorua của thiếc (II) và của palađi trong mụi trường HCl.
SnCl2+ H2O → Sn(OH)Cl + HCl (1.10) Pd2+ + Sn2+→ Pd + Sn4+ (1.11)
Palađi sinh ra ở dạng rất nhỏ mịn, phõn tỏn là chất xỳc tỏc cho quỏ trỡnh khử húa học đồng tiếp theo.
Chi tiết đó được hoạt húa được rửa sạch, tiếp theo là lớp mạ húa học đồng. Nhờ cỏch mạ húa học này đó phủ được lớp dẫn điện mỏng lờn bề mặt chất khụng dẫn điện, tạo điều kiện để mạ tiếp bằng phương phỏp điện húa cú tốc độ nhanh hơn theo chiều dày mong muốn.
Cỏc dung dịch mạ đồng húa học cú chứa muối đồng húa trị II (CuSO4), chất tạo phức với đồng (EDTA), chất khử (HCHO), chất đệm (NaOH), chất ổn định (Na2S2O8) và cỏc chất phụ gia.
Trờn lớp đồng húa học cần tiến hành mạ điện niken cú tỏc dụng nõng cao độ gắn bỏm giữa lớp dẫn điện và cỏc lớp tiếp theo.
Cuối cựng là quỏ trỡnh thụ động húa bằng cromat để tạo ra một lớp oxit trờn bề mặt kim loại làm tăng độ bền ăn mũn.
Sau mỗi một cụng đoạn mạ, vật cần mạ được rửa để loại bỏ cỏc chất cặn, dung dịch bỏm trờn bề mặt vật mạ trước khi chuyển sang cụng đoạn mạ khỏc.
1.4.1.4. Tiờu thụ nguyờn vật liệu cho sản xuất
Nguyờn liệu chớnh được sử dụng cho sản xuất thiết bị truyền thụng (phỏt triển và sản xuất ăng ten) đú là là cỏc loại nhựa đặc biệt ABS (Acrylonitrin Butadien Styren) và PC (Polycarbonate) được nhập khẩu từ nước ngoài [5]. Nhu cầu nguyờn liệu và phụ liờu cho hai loại ăng ten được thể hiện qua bảng 1.8.
Bảng 1.8. Nhu cầu nguyờn liệu và phụ liệu cho sản xuất/thỏng
STT Tờn nguyờn liệu, phụ liệu Đơn vị Số lượng Xuất xứ 1 Vỏ ăng ten đỳc nhựa Chiếc/thỏng 850.000 Trung Quốc
2 H2O2 Kg/thỏng 625 Đài Loan
3 HCL can Lớt/thỏng 120 Đài Loan
4 HCL lọ Lớt/thỏng 75 Đài Loan
5 CrO3 Kg/thỏng 40 Đài Loan
6 H2SO4 dựng cho tẩm thực Kg/thỏng 60 Đài Loan 7 H2SO4 dựng cho tẩy rửa Kg/thỏng 1530 Đài Loan
8 MID Catalyst 100 113528/
Chất xỳc tỏc Lớt/thỏng 9 Đài Loan
9 MID Reducer 100 113527/
Chất khử Lớt/thỏng 7 Đài Loan
10 LDS Selectprep 2000 113568 Lớt/thỏng 20 Đài Loan
11 MID Copper 100A 117938/
Chất mạ đồng 100A Lớt/thỏng 1200 Đài Loan
12 MID Copper 100B 117939 =
EDTA/ Chất mạ đồng 100B Lớt/thỏng 240 Đài Loan
13 MID Copper 100BS 117995 =
EDTA/ Chất mạ đồng 100BS Lớt/thỏng 191 Đài Loan
14 MID Copper 100C 117940/
Chất mạ đồng 100C Lớt/thỏng 1030 Đài Loan
15 MID Copper 100CS 117996/
16 MID Copper 100G 117998/ Chất mạ đồng 100G Lớt/thỏng 18 Đài Loan 17 MID Copper 100F 117997/ Chất mạ đồng 100F Lớt/thỏng 0,5 Đài Loan 18 MID Copper 100S 117941/ Chất mạ đồng 100S Lớt/thỏng 19,5 Đài Loan
19 T0225 = HCHO Lớt/thỏng 640 Đài Loan
20 MID Nickel Initiator Part A
113520/ Chất mạ Niken khởi tạo A Lớt/thỏng 22 Đài Loan
21 MID Nickel Initiator Part B
113521/ Chất mạ Niken khởi tạo B Lớt/thỏng 50 Đài Loan
22 MID LT Nickel 100A 113550/
Chất mạ Niken 100A Lớt/thỏng 60 Đài Loan
23 MID LT Nickel 100B 113551/
Chất mạ Niken 100B Lớt/thỏng 50 Đài Loan
24 MID LT Nickel 100HPH 113553/
Chất mạ Niken 100HPH Lớt/thỏng 19 Đài Loan
25 AMONIA Lớt/thỏng 37,5 Đài Loan
26 MID NI Passivator 113546/
Chất mạ Niken thụ động Lớt/thỏng 8 Đài Loan
27 MID Passivate Plus 113556/
Chất mạ thụ động Lớt/thỏng 25 Đài Loan
Nguồn: Số liệu điều tra năm 2015
1.4.2. Giới thiệu hệ thống XLNT hiện hữu Cụng ty Galtronics
1.4.2.1. Đặc trưng cơ bản của nước thải mạ
Nước thải từ phõn xưởng mạ cú thành phần rất đa dạng, nồng độ lại thay đổi rất rộng, pH cũng luụn biến động từ axit đến trung tớnh hoặc kiềm. Tuy nhiờn nước thải phõn xưởng mạ tại cụng ty Galtronics đó được tỏch riờng thành bốn dũng: nước thải crom, nước thải đồng, nước thải niken, và nước thải axit & kiềm. Do đú, nước
Hỡnh 1.8. Sơ đồ cụng nghệ XLNT Cụng ty Galtronics [8] Dũng NT Axit + kiềm Bể điều hũa T-201 Dũng NT Crom Nũi Bể điều hũa T-101 Dũng NT Đồng Nũi Bể điều hũa T-301 Bể điều hũa T-401 Dũng NT Niken Bể lắng T-203 Bể lọc T-104 Mỏy ộp bựn Bể trung hũa T-105 Bể chứa bựn T-106 Hố ga KCN Bựn khụ Bể phản ứng T-202 Bể lắng T-303 Bể phản ứng T-302 Bể lắng T-403 Bể phản ứng T-402 Bể lắng T-103 Bể phản ứng T-102 Ca(OH)2 PAA FeSO4 H2SO4 Ca(OH)2 PAA Bể nộn bựn T-107 H2SO4
Giới thiệu cỏc thiết bị chớnh của hệ thống xử lý: Song chắn rỏc
Loại song chắn được chọn là loại vừa, làm từ inox SUS304 với khoảng cỏch giữa cỏc thanh là 20mm. Do nước thải của phõn xưởng mạ khụng chứa nhiều tạp chất thụ, cú kớch thước lớn nờn lượng rỏc tớch luỹ tại song chắn là khụng đỏng kể.
Bể điều hoà
Do đặc trưng của ngành mạ là lưu lượng cũng như nồng độ cỏc chất ụ nhiễm trong nước thải dao động lớn nờn bể điều hoà được sử dụng để ổn định cỏc thụng số này, tạo điều kiện cho quỏ trỡnh xử lý tiếp theo đạt được hiệu quả cao. Quỏ trỡnh điều hoà cũng trỏnh được tỡnh trạng quỏ tải do đú giảm chi phớ xõy dựng, vận hành và quản lý của hệ thống xử lý. Bể điều hoà được khuấy trộn nhờ hệ thống mỏy thổi khớ.
Bể phản ứng khử
Trong bể phản ứng khử, Cr(VI) được chuyển hoỏ thành dạng Cr(III) ớt độc hơn và dễ xử lý hơn. Chất khử được lựa chọn là FeSO4, mụi trường phản ứng là pH = 3. FeSO4 được pha chế thành dung dịch 20% sau đú được bơm vào bể phản ứng. Axit H2SO4 từ thựng chứa được đưa vào bể phản ứng để tạo mụi trường thuận lợi cho phản ứng. Bể phản ứng khử được bố trớ hệ thống khuấy trộn bằng cỏnh khuấy.
Bể phản ứng kết tủa
Bể phản ứng kết tủa cú tỏc dụng kết tủa cỏc kim loại cú trong nước thải. Ca(OH)2 được pha chế thành dạng sữa vụi 5% trong bể pha sữa vụi, cú khuấy trộn bằng cỏnh khuấy. Sữa vụi được bơm vào bể phản ứng kết tủa, ở đõy ion kim loại phản ứng với sữa vụi tạo dạng hydroxyt kết tủa. Cỏc phương trỡnh phản ứng diễn ra như sau:
Cr2(SO4)3 + 3Ca(OH)2 = 2Cr(OH)3↓ + 3CaSO4↓ (1.12) CuSO4 + Ca(OH)2 = Cu(OH)2↓ + CaSO4↓ (1.13) NiSO4 + Ca(OH)2 = Ni(OH)2 ↓ + CaSO4↓ (1.14) Fe2(SO4)3 + 3Ca(OH)2 = 2Fe(OH)3↓ + 3CaSO4↓ (1.15)
Húa chất trợ tạo bụng là Polime (PAA) được bổ sung vào nhằm làm bụng cặn lớn lờn đẩy nhanh quỏ trỡnh lắng ở cụng đoạn sau.
Bể lắng
Nhiệm vụ của bể lắng là tỏch cỏc hạt hydroxyt kim loại kết tủa, cỏc hạt canxi sunfat và cỏc hạt rắn lơ lửng ra khỏi nước thải. Cỏc hạt hydroxyt kết tủa và canxi sunfat cú kớch thước lớn nờn dễ dàng lắng ngay khi vào bể lắng.
Bể lọc
Nhiệm vụ của bể lọc là tỏch nốt cỏc ion kim loại và chất rắn lơ lửng ở mức vi lượng cũn sút lại mà quỏ trỡnh tạo bụng và lắng khụng tỏch được.
Vật liệu lọc bao gồm cỏt thạch anh và than hoạt tớnh. Bể trung hũa
Nước sau khi ra khỏi bể lắng mang tớnh kiềm, vỡ vậy trước khi thải ra mụi trường cần phải điều chỉnh pH sao cho đạt QCVN 40:2011/BTNMT (cột B). Axit từ bể chứa axit được định lượng và đưa vào bể để pH của nước thải ra mụi trường là 5,5 - 9.
Thiết bị xử lý bựn
Trong hệ thống xử lý này, thiết bị lọc ộp khung bản làm thiết bị xử lý bựn cú tỏc dụng tỏch nước ra khỏi bựn lắng, giảm khối lượng chất thải rắn của hệ thống. Bựn thải sau khi ộp sẽ thuờ đơn vị xử lý chất thải nguy hại theo đỳng quy định của phỏp luật.
Ngoài cỏc thiết bị chớnh, trong hệ thống cũn sử dụng cỏc thiết bị phụ trợ như bơm chuyờn dụng, cỏc thiết bị đo và điều chỉnh lưu lượng dũng, bơm bựn, mụ tơ khuấy, ...
CHƯƠNG 2: ĐÁNH GIÁ CễNG NGHỆ XLNT VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP THU HỒI CROM TRONG NƯỚC THẢI TẠI CễNG TY GALTRONICS 2.1. Hiện trạng cụng nghệ xử lý nước thải mạ tại Cụng ty Galtronics
2.1.1. Lưu lượng và thành phần nước thải
Theo bỏo cỏo kết quả thực hiện cỏc cụng trỡnh, biện phỏp bảo vệ mụi trường phục vụ giai đoạn vận hành của Cụng ty Galtronics [5] và tài liệu nhật ký vận hành hệ thống xử lý nước thải sản suất [9], nước thải từ phõn xưởng mạ được phõn luồng và xử lý riờng biệt từng nguồn. Từ bể mạ cú 4 dũng thải chớnh đi theo cỏc tuyến ống khỏc nhau đặt chỡm dưới đất về 4 bể điều hũa với lưu lượng mỗi dũng là:
- Nguồn thải mạ crom: 100 m3/ngày - Nguồn thải mạ đồng: 40 m3/ngày - Nguồn thải mạ niken: 40m3/ngày - Nguồn thải axit & kiềm: 70 m3/ngày
Như vậy, tổng lưu lượng nước thải mạ cần xử lý trong ngày là 250 m3/ngày. Thành phần cỏc chất ụ nhiễm trong nước thải mạ như bảng sau:
Bảng 2.1. Nồng độ cỏc chất ụ nhiễm trong nước thải mạ tại Cụng ty Galtronics
TT Thụng số
ụ nhiễm Đơn vị
Nước thải đầu vào QCVN
40:2011/ BTNMT Cột B Nước thải Crom Nước thải Đồng Nước thải Niken Nước thải Axit & kiềm
1 Lưu lượng m3/ngày 100 40 40 70
2 pH - 3 - 5 4 - 10 4 - 7 3 - 9 5,5 - 9
3 SS mg/l 300 325 218 285 100
4 Crom (VI) mg/l 72,6 - - 0,68 0,1
5 Đồng mg/l - 35,24 - - 2
6 Niken mg/l - - 23,62 0,75 0,5
Từ bảng 2.1 ta thấy nước thải cú độ pH dao động mạnh tựy theo nước thải của từng cụng đoạn. Tuy nhiờn, hàm lượng cỏc kim loại nặng như: Cr(VI), Cu2+, Ni2+, ... trong nước thải xưởng mạ rất cao. Theo kết quả phõn tớch tại Phũng thớ nghiệm của Cụng ty Galtronics thỡ nước thải khi chưa xử lý cú hàm lượng Cr(VI) vượt quỏ 726 lần, Cu2+ vượt quỏ 18 lần, Ni2+ vượt quỏ 47 lần so với tiờu chuẩn cho phộp. Cú thể khẳng định kim loại nặng chớnh là thành phần ụ nhiễm đặc trưng nhất của nước thải phõn xưởng mạ. Ngoài ra, trong nước thải xưởng mạ cũn chứa kiềm, axit hay một số gốc axit như PO42-, Cl-, SO42-... cú nguồn gốc từ cỏc húa chất được sử dụng trong quỏ trỡnh mạ.
2.1.2. Quy trỡnh cụng nghệ xử lý nước thải
Sơ đồ cụng nghệ xử lý nước thải mạ tại Cụng ty Galtronics như hỡnh 1.8. Quy trỡnh cụng nghệ xử lý nước thải như sau:
Cỏc nguồn phỏt sinh nước thải được phõn luồng và được xử lý riờng biệt từng nguồn (nước thải chứa crom, chứa niken, chứa đồng, chứa axit và kiềm) sẽ được thu gom tại cỏc bể điều hoà.
Do đặc trưng của ngành mạ là lưu lượng cũng như nồng độ cỏc chất ụ nhiễm trong nước thải dao động lớn nờn bể điều hoà được sử dụng để ổn định cỏc thụng số này, tạo điều kiện cho quỏ trỡnh xử lý tiếp theo đạt được hiệu quả cao. Quỏ trỡnh điều hoà cũng trỏnh được tỡnh trạng quỏ tải do đú giảm chi phớ xõy dựng, vận hành và quản lý của hệ thống xử lý. Bể điều hoà được khuấy trộn nhờ hệ thống mỏy thổi khớ.
Dũng nước thải Crom
Nước thải chứa Cr(VI) qua song chắn rỏc được dẫn về bể điều hũa T-101. Sau bể điều hũa, nước thải được bơm với lưu lượng cố định lờn Bể phản ứng T-102.