Chương 4. Nghiên cứu chế độ công nghệ quá trình hoà tách sắt
4.8. Xử lý thải lỏng trong quá trình hoà tách
Trong khuôn khổ luận văn chỉ làm thí nghiệm nhỏ trong phòng thí nghiệm, do vậy chỉ quan tâm đến xử lý nguồn thải lỏng.
Dung dịch sau hoà tách còn d− một l−ợng lớn axit và các muối hoà tan không thể thải trực tiếp ra môi tr−ờng. Để có thể thải ra môi tr−ờng cần phải xử lý để nồng độ các chất hoà tan trong dung dịch nhỏ hơn nồng độ cho phép theo tiêu chuẩn TCVN 9542-1995. Tiêu chuẩn này quy định giới hạn các thông số và nồng độ cho phép của các chất ô nhiễm trong nước mặt cho trong bảng 4.7.
Bảng 4.7. Giá trị giới hạn cho phép của các thông số và nồng độ các chất ô nhiễm trong n−ớc mặt [13]
TT Thông số Đơn vị Giá trị giới hạn
A B
1 pH - 6 đến 8,5 5,5 đến 9
2 BOD5 (20oC) mg/l < 4 < 25
3 COD mg/l >10 >35
4 Oxy hoà tan mg/l > 6 > 2
5 Chất rắn lơ lửng mg/l 20 80
6 Asen mg/l 0,05 0,1
7 Bari mg/l 1 4
8 Cadimi mg/l 0,01 0,02
9 Chì mg/l 0,05 0,1
10 Crom (VI) mg/l 0,05 0,05
11 Crom (III) mg/l 0,1 1
12 Đồng mg/l 0,1 1
13 Kẽm mg/l 1 2
14 Mangan mg/l 0,1 0,8
15 Niken mg/l 0,1 1
16 Sắt mg/l 1 2
17 Thuỷ ngân mg/l 0,001 0,002
18 Thiếc mg/l 1 2
19 Amoniac (tính theo N) mg/l 0,05 1
20 Florua mg/l 1 1,5
21 Nitrat (tính theo N) mg/l 10 15
22 Nitrit (tính theo N) mg/l 0,01 0,05
23 Xianua mg/l 0,01 0,05
24 Phenola (tổng số) mg/l 0,001 0,02
25 Dầu, mỡ mg/l không 0,3
26 Chất tẩy rửa mg/l 0,5 0,5
27 Coliform MPN/100ml 5000 10000
28 Tổng hoá chất bảo vệ thực vật (trừ DDT)
mg/l 0,15 0,15
29 DDT mg/l 0,01 0,01
30 Tổng hoạt độ phóng xạ α Bq/l 0,1 0,1
31 Tổng hoạt độ phóng xạ β Bq/l 1,0 1,0
Chó thÝch:
Cột A áp dụng đối với nước mặt có thể dùng làm nguồn cấp nước sinh hoạt (nh−ng phải qua quá trình sử lý theo quy định)
Cột B áp dụng đối với nước mặt cho các mục đích khác. Nước dùng cho nông nghiệp và nuôi trồng thuỷ sản có quy định riêng.
N−ớc axit có thể trung hòa bằng sữa vôi (CaO) hoặc dung dịch vôi (CaOH), có kèm theo sục khí c−ỡng bức [8].
Trong bản luận văn đo áp dụng phương pháp trung hoà bằng sữa vôi đến pH7 và pH8 có sục khí để kết tủa sắt và trung hoà axit. Phản ứng chủ yếu xảy ra theo ph−ơng trình sau:
Ca(OH)2 + H2SO4 = CaSO4 + 2H2O
3Ca(OH)2 + Fe2(SO4)3 = 2Fe(OH)3 + 3CaSO4
Ca(OH)2 + FeSO4 = Fe(OH)2 + CaSO4
khi có mặt khí ôxy Fe(OH)2 sẽ biến thành Fe(OH)3 theo ph−ơng trình sau;
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4 Fe(OH)3
Khi tạo thành Fe(OH)3 kết tủa keo và th−ờng tồn tại theo dạng Fe(OOH.H2O) nó có khả năng hấp phụ rất lớn các ion kim loại lên bề mặt vì vậy nó có tác dụng làm giảm nồng độ các kim loại độc hại trong dung dịch.
Trong thí nghiệm dung dịch đem xử lý là dung dịch sau hoà tách của thí nghiệm hoà tách hai giai đoạn, mỗi mẻ 200gam quặng, chi phí axit 0,9 kg/kg, tỷ lệ rắn lỏng 0,8 với thời gian hoà tách 9 giờ. Tổng l−ợng dịch sau khi hoà tách và rửa 360ml với nồng độ sắt 85 g Fe/l. Sau khi trung hoà bằng sữa vôi 30% đến pH7 (t−ơng ứng 110gam CaO) và pH8 (t−ơng ứng 118 gam CaO) sục khí 30 phút, để lắng lấy mẫu nước trong đem phân tích bằng phân tích khối phổ plasma cảm ứng (ICP-MS), cặn lắng đem lọc trên thiết bị lọc hút chân không đạt độ ẩm 52,66%. Kết quả phân tích cho trong bảng 4.8.
Bảng 4.8. Kết quả phân tích mẫu n−ớc sau xử lý dung dịch thải lỏng.
STT Nguyên tố Hàm l−ợng (x10-3mg/l)
pH7 pH8
1 Li 65,87 63,05
2 Be 0,21 0,19
3 B 19,93 18,21
4 Na 29133 29135
5 Mg 280880 281095
6 Al 72,40 73,54
7 K 21768 22764
8 Ca 303428 350437
9 Sc 1,20 1,10
10 V 1,00 0,91
11 Cr 4,81 3,51
12 Mn 1148 792
13 Fe 4234 1947
14 Co 2,96 1,69
15 Ni 401,93 214,05
16 Cu 31,01 20,07
17 Zn 214,79 125,12
18 Ga 0,40 0,34
19 As 33,19 32,17
20 Se 23,10 21,01
21 Sr 6776 3475
22 Zr 0,94 0,84
23 Mo 61,60 52,17
24 Cd 2,41 1,74
25 In 0,17 0,07
26 Sn 20,49 18,26
27 Sb 6,14 5,78
28 Ba 46,04 45,52
29 W 2,08 1,94
30 Hg 7,47 7,34
31 Tl 2,83 1,81
32 Pb 4,85 3,78
33 Bi 1,75 1,34
34 U 9,94 5,62
Qua kết quả phân tích ta thấy xử lý bằng sữa vôi đến pH7 thì nồng độ Mn và Fe vẫn cao hơn tiêu chuẩn cho phép theo cột B bảng 4.7 áp dụng đối với nước
mặt cho các mục đích khác nh−ng khi nâng pH8 với chi phí 0,59 kg CaO/kg quặng thì nồng độ các kim loại đo đảm bảo theo tiêu chuẩn cột B bảng 4.7 nh−ng Mn và Fe vẫn cao hơn tiêu chuẩn cho phép của cột A bảng 4.7 áp dụng đối với n−ớc mặt có thể dùng làm nguồn cấp n−ớc sinh hoạt.