Thiết kế hệ thống xử lý nước thải phân xưởng mạ điện công suất 200 m
3
/ngày – Nguyễn Minh Vương –
Lớp CNMT K50 – Quy Nhơn
MỤC LỤC
MỤC LỤC ...................................................................................................................... 1
LỜI NÓI ĐẦU ................................................................................................................ 2
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHIỆP MẠ ĐIỆN VÀ CÁC VẤN ĐỀ MÔI
TRƯỜNG LIÊN QUAN ................................................................................................. 4
I.1. Tình hình phát triển của ngành mạ trên Thế Giới và Việt Nam: ................................ 4
I.2. Đặc điểm của quá trình mạ điện: ............................................................................... 5
I.2.2. Quy trình công nghệ mạ điện: ....................................................................................... 9
I.3. Các vấn đề môi trường trong công nghệ mạ: ........................................................... 13
1.4. Ảnh hưởng do chất ô nhiễm gây ra ......................................................................... 22
CHƯƠNG II: CÁC BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU VÀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI NGÀNH
MẠ ĐIỆN ..................................................................................................................... 25
II.1. Các biện pháp giảm thiểu: ...................................................................................... 25
II.2. Các phương pháp xử lý nước thải ngành mạ điện: ................................................. 28
CHƯƠNGIII: LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI MẠ ĐIỆN .............. 32
III.1. Phân tích, lựa chọn công nghệ xử lý: .................................................................... 32
III.1.4. Phân tích, lựa chọn sơ đồ công nghệ xử lý nước thải mạ ....................................... 35
III.1.5. Phương án xử lý nước thải mạ điện tại phân xưởng mạ .......................................... 36
III.2. Cơ sở lý thuyết của phương pháp lựa chọn: .......................................................... 38
III.2.1. Điều hòa lưu lượng ....................................................................................................... 38
III.2.2. Lắng ............................................................................................................................... 39
III.2.3. Oxy hóa – khử ............................................................................................................... 44
III.2.4 Kết tủa, đông keo tụ: ..................................................................................................... 46
III.3. Giới thiệu các thiết bị chính: ................................................................................. 48
CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI MẠ ĐIỆN
...................................................................................................................................... 50
IV.1. Nước thải nhà máy và xử lý nước thải phân xưởng mạ: ........................................ 50
xã hội.
Hiện nay, tại nhiều cơ sở mạ, vấn đề môi trường không được quan tâm đúng mức, chất
thải sinh ra từ các quá trình sản xuất và sinh hoạt không được xử lý trước khi thải ra môi
trường nên gây ô nhiễm môi trường trầm trọng. Kết quả phân tích chất lượng nước thải
của các cơ sở mạ điện điển hình cho thấy: hầu hết các cơ sở đều không đạt tiêu chuẩn
nước thải cho phép, chỉ tiêu kim loại nặng vượt nhiều lần cho phép, thành phần của nước
thải có chứa cặn, sơn, dầu nhớt, ... Vì vậy, đầu tư vào công tác bảo vệ môi trường là vấn
đề cấp bách của doanh nghiệp để có thể đảm bảo sự phát triển bền vững trong tương lai
của chính doanh nghiệp.
Đến nay trên thế giới đã có nhiều phương pháp xử lý nước thải mạ điện được đưa ra
như: phương pháp trao đổi ion, phương pháp điện hoá, phương pháp hoá học, phương
pháp hấp phụ, phương pháp vi sinh,…Tuy nhiên khả năng áp dụng vào thực tế của các
phương pháp này phụ thuộc vào nhiều yếu tố: hiệu quả xử lý của từng phương pháp, ưu
nhược điểm, và kinh phí đầu tư,... Do đó, việc lựa chọn phương pháp xử lý và thiết kế hệ
thống xử lý chất thải thích hợp cho cơ sở mạ điện là nhiệm vụ của một kỹ sư môi
trường, đáp ứng yêu cầu của các doanh nghiệp về hệ thống xử lý với giá thành có thể
chấp nhận được.
Để giúp các doanh nghiệp lựa chọn hệ thống xử lý nước thải cho cơ sở mạ điện, đồ án
“Thiết kế hệ thống xử lý nước thải phân xưởng mạ điện công xuất 200 m
3
/ngày”
đã được thực hiện với mục đích thiết kế hệ thống xử lý với hiệu quả cao và chi phí hợp
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN –
Tel: (84.43)8681686 – Fax: (84.43)8693551 2
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải phân xưởng mạ điện công suất 200 m
3
/ngày – Nguyễn Minh Vương –
Lớp CNMT K50 – Quy Nhơn
lý. Tuy nhiên việc lựa chọn phương án thích hợp và khả thi đối với nhà máy cụ thể còn
tuỳ thuộc vào tính chất của dòng thải, mặt bằng xây dựng, điều kiện khí tượng thuỷ văn
Xét riêng cho khu vực Đông Nam Á, sau chiến tranh thế giới lần thứ 2, một loạt các cơ
sở mạ điện quy mô vừa và nhỏ đã phát triển mạnh mẽ và hoạt động một các độc lập. Sự
phát triển lớn mạnh của những cơ sở mạ điện quy mô nhỏ này là do nhu cầu đáp ứng
việc nâng cao chất lượng sản phẩm của ngành công nghiệp vừa và nhẹ.
Tại Việt Nam, cùng với sự phát triển của ngành cơ khí, ngành công nghiệp mạ điện được
hình thành từ khoảng 40 năm trước và đặc biệt phát triển mạnh trong giai đoạn những
năm 1970 – 1980. Các cơ sở mạ của Việt Nam hiện nay tồn tại một các độc lập hoặc đi
liền với các cơ sở cơ khí, dưới dạng công ty cổ phần, công ty tư nhân và công ty liên
doanh với nước ngoài. Các cơ sở này hầu hết có quy mô vừa và nhỏ, số ít có quy mô
lớn, được tập trung ở các thành phố lớn với sản phẩm chủ yếu được mạ đồng, crom,
kẽm, niken, ... Ngoài ra các loại hình mạ điện đặc biệt như mạ cadimi, mạ thiếc, mạ chì,
mạ sắt và mạ hợp kim cũng được phát triển để đáp ứng nhu cầu của các ngành công
nghiệp hiện đại.
Để hiểu rõ hơn về công nghiệp mạ điện ta sẽ đi sâu vào tìm hiểu về bản chất và quy trình
công nghệ của nó.
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN –
Tel: (84.43)8681686 – Fax: (84.43)8693551 4
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải phân xưởng mạ điện cơng suất 200 m
3
/ngày – Nguyễn Minh Vương –
Lớp CNMT K50 – Quy Nhơn
I.2. Đặc điểm của q trình mạ điện:
I.2.1. Ngun lý của q trình mạ điện:
Theo định nghĩa, mạ điện chính là q
trình ơxy hóa xảy ra trên bề mặt các điện
cực, cụ thể là bề mặt điện cực âm
(catốt), các cation (ion kim loại) nhận
điện tích từ điện cực trở thành các
ngun tử kim loại.
Nói cách khác, mạ điện cũng chính là
M
n+
+ ne
M
Các ngun tử kim loại này sẽ tạo mầm tinh thể mới hoặc tham gia vào việc ni
mầm tinh thể đã sinh ra trước đó. Mầm này sẽ phát triển dần thành tinh thể.
Viện Khoa học và Cơng nghệ Mơi trường (INEST) ĐHBKHN –
Tel: (84.43)8681686 – Fax: (84.43)8693551 5
M
n+
+ ne
M
(1)
2H
2
O + 2e
2OH
-
+ H
2
Anot (+)
Catot (-)
Sự chuyển dòch của
ion
−
ne
Dung dòch
mạ
Lớp mạ
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải phân xưởng mạ điện công suất 200 m
trường hợp dùng anot trơ (không tan), nên ion kim loại được định kì bổ sung dưới dạng
dung dịch muối vào bể mạ, lúc đó phản ứng chính trên anot chỉ giải phóng oxy.
Trong mạ điện, dung dịch điện giải phóng thường sử dụng là muối đơn (như mạ đồng từ
dung dịch CuSO
4
, mạ kẽm từ dung dịch ZnSO
4
...) hoặc muối phức (như dung dịch phức
amoni, dung dịch phức hydroxit ...). Ngoài ra còn phải sử dụng một số dung dịch và phụ
gia khác như chất dẫn điện, chất đệm, chất hoạt động bề mặt, chất tạo bóng...
Chất lượng lớp mạ phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: nồng độ dung dịch mạ và tạp chất,
các chất phụ gia, pH, nhiệt độ, mật độ dòng điện, hình dạng của vật mạ, của anot, của bể
mạ, các chế độ thủy động của dung dịch.... Vì vậy để duy trì được chất lượng của lớp mạ
tốt cần kiểm soát nồng độ của dung dịch mạ và giữ được dải mật độ dòng điện thích
hợp.
Nhờ các lớp bề mặt mạ mà các vật được mạ có thêm nhiều tính chất như: tính chất bền
hóa học, bền ăn mòn, bền cơ học, tăng độ dẫn điện, dẫn từ, tăng độ cứng, dẻo. Mạ có thể
tiến hành với các chi tiết có kích thước từ cực nhỏ của kĩ thuật vi điện tử đến cực lớn
của các ngành công nghiệp chế tạo máy, xây dựng, vô tuyến viễn thông, thiết bị y tế và
đồ gia dụng. Việc chuyên môn hóa sử dụng các quy trình mạ trong các kĩ thuật tạo mẫu
bằng đúc điện đã đưa đến chỗ sản xuất được những công cụ và sản phẩm mà phương
pháp chế tác cổ truyền nhiều khi không làm được một cách tinh tế. Có thể nói sản phẩm
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN –
Tel: (84.43)8681686 – Fax: (84.43)8693551 6
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải phân xưởng mạ điện công suất 200 m
3
/ngày – Nguyễn Minh Vương –
Lớp CNMT K50 – Quy Nhơn
của ngành công nghiệp mạ điện đã và đang thỏa mãn dần dần nhu cầu ngày càng cao của
thị trường.
Tel: (84.43)8681686 – Fax: (84.43)8693551 7
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải phân xưởng mạ điện công suất 200 m
3
/ngày – Nguyễn Minh Vương –
Lớp CNMT K50 – Quy Nhơn
lên các kim loại như sắt, đồng, niken, chì, kẽm, do đó crom được sử dụng trong mạ trang
trí, mạ bảo vệ (phụ tùng xe hơi, xe gắn máy, xe đạp, đồ gia dụng). Mạ crom còn được sử
dụng nhiều trong mạ các chi tiết chính xác, làm tăng độ mài mòn như mạ khuôn đúc,
khuôn dập, khuôn in, các chi tiết chịu mài mòn.
* Mạ đồng: Lớp mạ đồng có màu hồng đỏ nhưng trong không khí dễ bị rỉ do tác
dụng với oxy và axit cácbonic, tạo ra rỉ có màu xanh. Mạ đồng thường dùng trong mỹ
thuật làm lớp mạ lót trang trí, lớp mạ bảo vệ các chi tiết thép khỏi bị thấm cacbon, thấm
nitơ... Lớp mạ đồng dùng trong kĩ thuật đúc điện làm các bản sao từ các đồ mỹ nghệ và
để tạo hình các chi tiết phức tạp. Mạ đồng được dùng rộng rãi trong các lĩnh vực chế tạo
máy và chế tạo dụng cụ. Mạ đồng có thể thực hiện từ các dung dịch mạ khác nhau:
• Mạ đồng trong dung dịch Xyanua
• Mạ đồng trong dung dịch không có Xyanua
• Mạ đồng trong dung dịch axit
• Mạ đồng đặc biệt khác.
> Tuỳ theo kích thước của các chi tiết mạ, người ta phân biệt thành hai dạng mạ điện:
• Mạ treo: được thực hiện bằng cách buộc, gá, móc hoặc vít các vật cần mạ vào
giá dẫn điện rồi treo vào thành dẫn nối với điện cực âm của nguồn điện. Các chi tiết mạ treo
có kích thước lớn, cấu hình phức tạp hoặc đòi hỏi độ chính xác của lớp mạ cao, độ dày lớp
mạ lớn.
• Mạ quay: được thực hiện với các chi tiết nhỏ, cấu hình đơn giản, không kết
dính với nhau, không đòi hỏi lớp mạ dày,… bằng các chuông hoặc tang trống quay. Quá
trình tiếp xúc điện của các vật mạ nhờ va chạm khi quay.
So với mạ treo mật độ dòng điện trên diện tích của mạ quay nhỏ hơn. Do mạ quay không
cần gá và thời gian treo mẫu nên rất kinh tế.
Các sản phẩm của ngành công nghiệp mạ rất khác nhau về loại hình, năng suất, chất
Hơi dung môi
Nước thải chứa dầu mỡ
Làm sạch bằng phương
pháp hóa học
NaOH
H
2
SO
4
Hơi axit,kiềm
Nước thải chứa
axit,kiềm
Làm sạch điện hoá
Mạ đồng
CuSO
4
H
2
SO
4
Mạ kẽm
Chi tiết mạ
Mạ Niken
NiSO
4
H
3
BO
3
Mạ Crom
-
, axit
CN
-
, muối đồng
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải phân xưởng mạ điện công suất 200 m
3
/ngày – Nguyễn Minh Vương –
Lớp CNMT K50 – Quy Nhơn
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN –
Tel: (84.43)8681686 – Fax: (84.43)8693551 10
Hình I.2: Quy trình công nghệ mạ điện kèm dòng thải
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải phân xưởng mạ điện công suất 200 m
3
/ngày – Nguyễn Minh Vương –
Lớp CNMT K50 – Quy Nhơn
Hình I.3: Quy trình 1 dây chuyền mạ tại Công ty Cổ phần Khóa Minh Khai
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN –
Tel: (84.43)8681686 – Fax: (84.43)8693551 11
Chi tiết
Gia công cơ khí -
đột- dập tiện
Đánh bóng
Tẩy dầu mỡ hóa
học
Rửa
Tẩy nhẹ
Rửa
Mạ niken mờ
Mạ niken bóng
SO
4
Hơi hóa chất
Nước Nước,axit Crom
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải phân xưởng mạ điện công suất 200 m
3
/ngày – Nguyễn Minh Vương –
Lớp CNMT K50 – Quy Nhơn
Trong công nghệ mạ điện về cơ bản bao gồm: quá trình xử lý bề mặt, quá trình mạ và
hoàn thành sản phẩm. Sơ đồ công nghệ mạ điện điển hình kèm theo dòng thải được trình
bày như sau:
a. Công đoạn xử lý bề mặt:
Trước khi chi tiết được mạ, vật cần được cắt, tiện hàn theo đúng hình dạng sản phẩm yêu
cầu của khách hàng. Sau đó chi tiết mạ cần phải cạo lớp gỉ bám trên bề mặt mục đích
làm sạch gỉ tạo mặt phẳng thường dùng các bánh mài, vật liệu mài cỡ hạt to hoặc dùng
phớt mài… Sau đó các chất bẩn như dầu mỡ và bụi bám trên bề mặt được loại bỏ. Các
giai đoạn của quá trình xử lý bề mặt thường là làm sạch bằng biện pháp cơ học như
kiềm, tẩy gỉ và các phương pháp hoạt hóa bề mặt khác. Sự sắp xếp các công đoạn từ gia
công bề mặt đến tẩy dầu mỡ, tẩy axit, đánh bóng hóa học và điện hóa theo hệ thống quá
trình riêng biệt dựa vào yêu cầu cơ bản của các chất nếu được mạ và các quá trình mạ
tiếp theo. Dầu mỡ của các chất hữu cơ được loại bỏ bằng quá trình xà phòng hóa với
kiềm. Dầu mỡ, khoáng và xăng không thể loại bỏ bằng phương pháp này mà phải dùng
các dung môi để thực hiện như: Tricloretylen, benzen, xăng và cacbon tetrachloride
nhưng hầu hết phương pháp thực hiện tẩy dầu mỡ bằng phương pháp điện hóa..
Tẩy gỉ được thực hiện sau tẩy dầu mỡ do trên bề mặt kim loại có một lớp mỏng phủ bên
ngoài và vì vậy phải tẩy bỏ trước khi mạ làm cho lớp mạ bám trên bề mặt tốt hơn có thể
tẩy bằng phương pháp hóa học hay điện hóa. Các chất thường được sử dụng trong công
đoạn này là HCl, H
2
SO
sạch, được rửa để tránh sự trung hòa trong bể tẩy gỉ. Sau khi chi tiết mạ đi ra khỏi bể tẩy
gỉ sẽ được rửa để tránh sự xuất hiện vết trên bề mặt và vật mạ có thể đổi màu. Đây là
công đoạn phát sinh lượng nước thải lớn nhất và gần như chiếm toàn bộ quá trình.
I.3. Các vấn đề môi trường trong công nghệ mạ:
I.3.1. Nước thải:
a) Nguồn nước thải:
Nguồn nước thải từ khâu sản xuất của các xí nghiệp rất đa dạng và phức tạp, nó phụ
thuộc vào loại hình sản xuất, dây chuyền công nghệ, thành phần nguyên vật liệu, chất
lượng sản phẩm... Nước thải từ khâu sản xuất trong các xí nghiệp thường chia làm 2
loại: nguồn thải từ quá trình mạ và quá trình làm sạch bề mặt chi tiết. Chúng khác nhau
cơ bản về lưu lượng và nồng độ.
*Nước thải từ quá trình mạ:
Dung dịch trong bể mạ có thể bị rò rỉ, rơi vãi hoặc bám theo các gá mạ và các chi tiết ra
ngoài. Các bể mạ sau một thời gian vận hành cần phải được vệ sinh thải các chất bẩn,
cặn... Do đó, phát sinh lượng nước thải tuy không nhiều nhưng chất ô nhiễm đa dạng,
nồng độ chất ô nhiễm cao (Cr
+6
, Ni
+2
, CN
-
).
* Nước từ quá trình làm sạch bề mặt chi tiết:
Trên bề mặt kim loại thường có dầu mỡ bám vào do các giai đoạn bảo dưỡng và đánh
bóng cơ học. Để đảm bảo chất lượng lớp mạ các chi tiết trước khi mạ cần được làm sạch
bề mặt bằng các phương pháp tẩy dầu mỡ hóa học, dùng dung môi hoặc điện hóa. Vì vậy
lượng nước thải phát sinh trong quá trình này nhiều nhưng nồng độ chất ô nhiễm nhỏ
chủ yếu là kiềm, axit và dung dịch.
b) Đặc tính chung của nước thải công nghiệp mạ:
Một trong những đặc tính cơ bản của nước thải ngành công nghiệp mạ điện là có lưu
Nhà máy điện cơ thống nhất 23,4 5,82 3 – 10 0,2 – 6,05
Nhà máy khóa Việt Tiệp 20 – 22 4,0 6,0 50,2
QCVN 24: 2009/BTNMT (B) ≤ 40 5,5 – 9 0,1 0,5
Bảng I.2: Lưu lượng và thành phần đặc trưng của các loại nước thải Công ty Cổ phần
Khóa Minh Khai (2008)
STT Chỉ tiêu
Nước thải mạ (mg/l)
Nước
axit, kiềm
Nước mạ
Crom
Nước mạ
Niken
Nước thải
cơ khí
(mg/l)
Nước thải
sinh hoạt
(mg/l)
1. Nhiệt độ
0
C 30 30 30 30 25 - 30
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN –
Tel: (84.43)8681686 – Fax: (84.43)8693551 14
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải phân xưởng mạ điện công suất 200 m
3
/ngày – Nguyễn Minh Vương –
Lớp CNMT K50 – Quy Nhơn
2. pH 3 - 7 3 - 7 3 - 7 6,5 - 7,5 -
3. TSS 500 500 700 - -
3
/ng)
Cr
6+
mg/l
Ni
2+
mg/l
∑Fe
mg/l
∑Cr
mg/l
∑P
mg/l
SS
mg/l
COD
mg/l
(1) 23,7 6,71 25 80 0,5 0,28 500 108
(2) 24,2 3,5 15 50 0,8 65 0,5 200
(Nguồn: Trung tâm Kỹ thuật Môi trường Đô thị và KCN-ĐHXD và Viện KH và CNMT-
ĐHBKHN).
Điểm 1: Rãnh thoát nước từ các bể mạ Niken
Điểm 2: Rãnh thoát nước từ các bể mạ Crom.
Từ những phân tích và thống kê đưa ra ở trên, chúng ta có thể tóm tắt các đặc tính chung
của nước thải công nghiệp mạ điện vào bảng dưới đây:
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN –
Tel: (84.43)8681686 – Fax: (84.43)8693551 15
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải phân xưởng mạ điện công suất 200 m
3
Mạ Cu (trong dd không có CN
-
)
Mạ Cr
Mạ Zn (trong dd có CN
-
)
Mạ Zn (trong dung dịch amoni)
Mạ Ag
Mạ Au
Ni
2+
, Cl
-
...
Cu, CN
-
, OH
-
...
Cu
2+
, NH
4
-
,...
Cr
6+
, SO
4
2-
...
Qua bảng 2 ta thấy thành phần chủ yếu trong nước thải của ngành công nghiệp mạ điện
là các kim loại nặng có tính độc hại như: Cr
6+
, Ni
2+
, Zn
2+
, Cu
2+
...và CN
-
, Cl
-
, S
-2
, ... Lượng
nước thải của mạ điện không phải là lớn so với các ngành công nghiệp khác như nước
thải của ngành công nghiệp giấy, dệt, ... song thành phần và nồng độ các chất độc hại
trong đó khá lớn. Hơn nữa các hóa chất độc hại này lại có những biến thiên hết sức phức
tạp và phụ thuộc vào quy trình công nghệ cũng như từng công đoạn trong quy trình đó.
Vì vậy, muốn xử lý đạt hiệu quả cao thì chúng ta cần phải thu gom, tách dòng theo từng
công đoạn, từng trường hợp cụ thể và lựa chọn phương án xử lý thích hợp.
I.3.2. Khí thải và bụi:
Dựa vào sơ đồ công nghệ có kèm theo dòng thải của công nghệ mạ điện, ta thấy nguồn
phát sinh ô nhiễm không khí có ở hầu hết các công đoạn trong quá trình: làm sạch cơ
học, khử dầu mỡ, làm sạch hóa học và mạ.
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN –
Tel: (84.43)8681686 – Fax: (84.43)8693551 16
kiềm, nồng độ phụ thuộc vào phương pháp xử lý ban đầu. Khí thải ở đây là hơi kiềm
nhưng nồng độ rất thấp do thời gian xử lý bề mặt ngắn và nồng độ hóa chất trong dung
dịch thấp.
* Quá trình mạ điện:
Do tính chất đặc thù của một số dung dịch mạ làm việc ở nhiệt độ cao vì vậy một lượng
đáng kể dung dịch mạ bay hơi tạo nên chất ô nhiễm khí như hơi axit, hơi kiềm, CrO
3
,
NiO, ... Nếu cường độ dòng điện ở bể mạ càng cao thì dung dịch bay hơi càng lớn ở các
điện cực. Ngoài ra việc sục khí chống khuyết tật bề mặt vật mạ cũng góp phần làm tăng
lượng dung dịch bay hơi một cách đáng kể.
* Khu vực lò hơi:
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN –
Tel: (84.43)8681686 – Fax: (84.43)8693551 17
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải phân xưởng mạ điện công suất 200 m
3
/ngày – Nguyễn Minh Vương –
Lớp CNMT K50 – Quy Nhơn
Đối với các cơ sở sản xuất dùng hơi để đun nóng dung dịch thì còn có một bộ phận khí
thải nữa là khí thải của lò. Tùy theo loại nhiên liệu dùng để sản xuất hơi mà lượng khí
thải sinh ra sẽ được tính toán dựa trên các thông số đặc trưng của nhiên liệu (khí, than,
dầu...), khí ô nhiễm sinh ra ở khu vực này thường là các khí như SO
2
, NO
x
, CO, CO
2
,
muội bụi. Tải lượng chất ô nhiễm sinh ra từ khí thải lò hơi của các xưởng mạ nói chung
là nhỏ vì lượng nhiên liệu sử dụng không nhiều, đặc biệt xu thế hiện nay các xưởng mạ
Bụi kim loại
nặng và thô
*Đánh bóng
hóa học và
điện hóa
Trang trí bề mặt
kim loại, loại bỏ
các vết xước,
sờn, anot hóa
kim loại, chuẩn
bị cho những chi
tiết phức tạp
Hỗn hợp các axit: H
3
PO
4
,
HCl, H
2
SO
4
, H
2
Cr
2
O
7
.
Tùy theo tính chất của
kim loại cần đánh bóng
NaOH,Na
2
SiO
3
,Na
2
CO
3
,
Na
3
PO
4
và các hoạt chất
hoạt động bề mặt.
Hơi kiềm ...
* Tẩy dầu mỡ
trong các
dung môi
Tẩy dầu mỡ,
parafin, nhựa ra
khỏi bề mặt kim
loại bằng tác
dụng cơ học và
hòa tan
Tricloetylen, toluen,
benzen, pecloetylen, dầu
hỏa và xăng...
Hỗn hợp hơi
dung môi
các kim loại...
một ít oxit kim
loại theo hơi
nước bay lên.
Mạ Niken Chống ăn mòn
kim loại, là lớp
mạ tốt, tăng độ
dẫn điện
NiSO
4
: 280 – 300g/l
H
3
BO
3
: 35 g/l
NaCl: 15 g/l
1 – 4 butydiol: 1 mg/l
Đường hóa học: 1 g/l
Hơi axit, NiO...
Mạ đồng
(Trong dung
dịch có
xyanua)
Lớp mạ lót để
tăng độ bám bề
mặt cho các lớp
mạ sau
CuCN: 110 – 135 g/l
NaCN: 120 – 140 g/l
ZnO: 60 g/l
Zn(CN)
2
: 45 g/l
NaCN: 22,5 g/l
NaOH: 52,5 g/l
Hơi kiềm và
xyanua
Mạ vàng Có tính chất
trang trí, làm
tăng giá trị kim
loại
K
2
CO
3
: 65 g/l
AuCl (tính theo Au): 4g/l
KFe(CN)
2
: 200 g/l
Kali sunfoxyanua: 100 g/
l
Hơi phức chất
xyanua...
Mạ bạc Tăng độ chịu
mài mòn, chịu
lực ma sát cho
kim loại...
AgCN: 35 – 40 g/l
Đối với những chi tiết nhỏ người ta thường dùng trấu, cát để làm sạch. Vậy chất thải rắn
ở đây còn có cát và trấu.
* Công đoạn mạ điện: Chất thải rắn là bùn thải chu kì trong một thời gian tại bể
trung hòa axit nhẹ và bể mạ (oxit, hydroxit, muối của các kim loại tạo thành trong quá
trình làm việc). Lượng bùn này tương đối nhỏ, thường theo nước thải ra ngoài. Bên cạnh
đó còn có một lượng bùn thải do hệ thống xử lý nước thải và khí thải. Lượng bùn này
tùy thuộc vào công nghệ xử lý. Thường lượng bùn thải từ các bể xử lý nước thải công
nghiệp mạ không lớn nhưng lại có tính độc hại cao vì nó thường chứa hỗn hợp các kim
loại nặng kết tủa và các chất khác.
* Chất thải rắn sinh hoạt: chất thải nhà bếp, văn phòng...
Ngoài ra những chất thải rắn được đề cập ở trên, còn có một lượng lớn chất thải rắn khác
sinh ra từ công nghiệp mạ. Đó là các bao bì đựng hóa chất khô (như túi nilon, bao giấy,
bao tải..), các can đựng hóa chất lỏng …vv. Các túi đựng, cạn đựng này cũng cần được
quan tâm thu gom, xử lý một cách phù hợp nhằm giảm bớt các rủi ro có thể xảy ra về
mặt môi trường cũng như sức khỏe con người.
b) Đặc tính chung của chất thải rắn:
Trong công nghệ mạ, chất thải rắn có thể xuất hiện từ nhiều công đoạn khác nhau với số
lượng và thành phần tùy thuộc vào công nghệ sản xuất và chất lượng sản phẩm. Các chất
thải rắn có thể được tạo ra từ các nguồn thải sau: nguồn thải của quá trình tạo phôi, làm
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN –
Tel: (84.43)8681686 – Fax: (84.43)8693551 21
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải phân xưởng mạ điện công suất 200 m
3
/ngày – Nguyễn Minh Vương –
Lớp CNMT K50 – Quy Nhơn
sạch bề mặt bằng phương pháp cơ học hoặc chất thải rắn là bùn thải của quá trình xử lý
nước thải và khí thải. Tại Việt Nam đến nay vẫn chưa có một số liệu chính thức nào, tuy
nhiên theo đánh giá chung thì lượng chất thải rắn do ngành mạ tạo ra là khá lớn và là
một trong những vấn đề đáng được quan tâm hiện nay.
I.3.4. Nhiệt độ và tiếng ồn:
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải phân xưởng mạ điện công suất 200 m
3
/ngày – Nguyễn Minh Vương –
Lớp CNMT K50 – Quy Nhơn
hiện tượng mất màu của da. Người uống phải đồng sunfat sẽ bị ói mửa, choáng, co giật,
hôn mê và nếu nặng có thể tử vong.
a) Ảnh hưởng ô nhiễm nước mặt và nước ngầm
Việc thải bỏ trực tiếp nước thải công nghiệp mạ điện vào nguồn mà không qua xử lý có
thể là một trong những nguyên nhân dẫn đến sự có mặt của các ion kim loại độc trong
lòng đất, trong nước ngầm và nguồn nước mặt. Nó có thể là nguyên nhân gây suy giảm
chất lượng nước ngầm, nước bề mặt và ảnh hưởng tới sức khỏe cộng đồng. Hiện nay
cùng với sự phát triển chung của nền công nghiệp, công nghiệp mạ cũng ngày càng phát
triển. Do đó lượng rác thải, nước thải của công nghiệp mạ cũng gia tăng. Điều này đã
ảnh hưởng không nhỏ tới môi trường và nguồn nước sinh hoạt ở một số địa phương.
b) Ảnh hưởng đến việc xử lý nước thải
Nước thải công nghiệp mạ điện ảnh hưởng có hại đến quá trình xử lý nước thải bằng
phương pháp sinh học. Đó là do sự có mặt của axit, kiềm và các ion kim loại độc như:
Cr
6+
, Ni
2+
, Zn
2+
, Cu
2+
...đã kìm hãm hoặc giết chết vi sinh vật trong quá trình làm sạch
nước thải bằng các phương pháp sinh học. Với một hàm lượng rất nhỏ Cr
6+
và Ni
2+
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN –
Tel: (84.43)8681686 – Fax: (84.43)8693551 24
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải phân xưởng mạ điện công suất 200 m
3
/ngày – Nguyễn Minh Vương –
Lớp CNMT K50 – Quy Nhơn
CHƯƠNG II: CÁC BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU VÀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
NGÀNH MẠ ĐIỆN
II.1. Các biện pháp giảm thiểu:
Trước khi xử lý nước thải từ các xưởng mạ điện, có rất nhiều phương pháp để giảm lưu
lượng cũng như nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải. Biện pháp phòng ngừa và
giảm thiểu nước thải không chỉ giảm chi phí xử lý mà còn tiết kiệm được nhiều loại hoá
chất, thu hồi được các kim loại quý, tiết kiệm nước. Để giảm thiểu nước thải trong các
phân xưởng mạ điện thì có thể áp dụng một số biện pháp khống chế đầu nguồn tuân theo
các quy tắc sau: [3]
- Giảm tối đa lượng nguyên liệu cần dùng.
- Giảm lượng nước cần tiêu thụ.
- Thay nguyên liệu sản xuất gây độc hại bằng nguyên liệu ít gây độc hơn.
- Nghiên cứu quá trình công nghệ, các thiết bị máy móc mới để thực hiện quá trình
sản xuất một cách có hiệu quả.
Sau đây là một vài biện pháp hạn chế tối đa lượng nước thải.
II.1.1. Kĩ thuật giảm thiểu lãng phí hoá chất
Sử dụng hiệu quả hoá chất cần dùng. Để tránh lãng phí hoá chất phân xưởng đã bố trí
các bể trong dây chuyền mạ sát nhau, và khi các gá đưa ra khỏi bể mạ phải dừng lại từ 5
- 10s để cho hoá chất không bám theo sản phẩm mạ, đồng thời phải cho sản phẩm mạ
qua bể rửa thu hồi trước khi qua các bể rửa khác.
Hầu hết các quy trình mạ đều có công đoạn thụ động hoá bằng Cr
6+
, Cr
3+