Thiết kế HT Xử lý nước thải

CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI XI MẠ

 

 

   I.CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI XI MẠ

  Nước thải của ngành xi mạ phát sinh không nhiều, nồng độ các chất hữu cơ thấp nhưng hàm lượng các kim loại nặng lại rất cao. Chúng là độc chất tiêu diệt các sinh vật phù du, gây bệnh cho cá và biến đổi các tính chất lý hoá của nước, tạo ra sự tích tụ sinh học đáng lo ngại theo chiều dài chuỗi thức ăn. Ngoài ra còn ảnh hưởng đến đường ống dẫn nước, gây ăn mòn, xâm thực hệ thống cống rãnh, ảnh hưởng đến chất lượng cây trồng, vật nuôi, canh tác nông nghiệp, làm thoái hoá đất do sự chảy tràn và thấm của nước thải.  Nước thải từ các quá trình xi mạ kim loại, nếu không được xử lý, qua thời gian tích tụ và bằng con đường trực tiếp hay gián tiếp sẽ tồn đọng trong cơ thể con người và gây các bệnh nghiêm trọng như viêm loét da, viêm đường hô hấp, eczima, ung thư,…       1.1 Quy trình mạ điện

 

 
  Mạ điện là dùng phương pháp điện phân để kết tủa  trên lớp kim loại hoặc hợp kim một lớp kim loại mỏng với mục đích chống ăn mòn, trang sức bề mặt, tăng tính dẫn điện, tăng độ cứng.
 
    1.2 Các công đoạn của quá trình mạ điện

 
 

 
            1.2.1 Gia công bề mặt:
   Để sản phẩm sau khi mạ có lớp mạ đồng nhất thì gia công bề mặt là giai đoạn không thể thiếu trong quá trình xi mạ. Gia công bề mặt trước khi mạ có ảnh hưởng đến chất lượng lớp mạ. Ngoài việc làm cho bề mặt nhẵn bóng nó còn có tác dụng khử sạch các lớp gỉ, các màng oxit mỏng hoặc các chất bẩn, dầu mỡ trên bề mặt vật liệu cần mạ, tạo điều kiện thuận lợi cho lớp mạ gắn chắc với kim loại nền.
Các phương pháp gia công bề mặt:
·        Phương pháp cơ khí: mài thô, mài tinh, đánh bóng, quay bóng
·        Phương pháp hóa học: Tẩy dầu mỡ, tẩy gỉ
Phương pháp mài: sử dụng các loại bột mài như nhôm oxit, các loại lơ đánh bóng. Chất thải trong quá trình này là các loại bụi do sử dụng các loại bột mài, các vật liệu bị mài mòn
Phương pháp quay bóng: Các vật thể nhỏ không thể mài bống được thì sử dụng phương pháp quay bóng. Có hai cách quay bóng: quay bóng khô và quay bóng ướt
Tẩy dầu mỡ:Trên bề mặt chi tiết cần mạ thường có các loại dầu mỡ hay thuốc đánh bóng dính vào. Màng dầu mỡ gây hiện tượng bong lớp kim loại mạ đồng thời làm bẩn dung dịch mạ
Các phương pháp tẩy dầu mỡ:
- Tẩy dầu mỡ trong dung môi hữu cơ
- Tẩy dầu mỡ trong dung dịch kiềm và nhũ tương
- Tẩy dầu mỡ bằng phương pháp điện hóa
                1.2.2 Mạ

    Để bảo vệ kim loại người ta dùng các lớp mạ như kẽm, đồng, niken, crôm, thiếc,… để mạ lên kim loai cần bảo vệ.
Mạ điện tiến hành trong các bể mạ với dòng điện một chiều
Vật cần mạ là catot được nối với cực âm của nguồn điện một chiều
Kim loại dùng để mạ là anot và được nối với cực dương
Quá trình điện cực xảy ra như sau:
Ở catot xảy ra quá trình khử của kim loại cần mạ
[Me(H2O)X]z+    +  Ze   =  Me   + x H2O
Me: kim loại tạo nên lớp mạ
Đồng thời ở catot còn có quá trình phụ khử hydro:
2H+  +   2e    = H2
Ở anot xảy ra quá trình hòa tan điện hóa( oxy hóa) kim loại cần dùng để mạ:
Me + xH2O  = [Me(H2O)x]z+  + ze
4 OH-  =  O2  + 2H2O   + 4e
Me: kim loai cần mạ

 

 

 

 

 

 

 

     

 

 

 

                                 Hình Sơ đồ bể mạ – Công nghệ XLNT xi mạ

    1.2.3 Rửa

   Các chi tiết sau khi mạ xong được rửa lại bằng nước sạch để tẩy sạch các dung dịch mạ bám trên bề mặt. Giai đoạn rửa sau mạ ở công ty THNN Sản Xuất và Thương Mại Thanh Luân được thực hiện bằng việc nhúng các chi tiết vào các bể nước sạch liên tiếp.

   1.2.4 Sấy khô

   Các chi tiết sẽ được sấy khô sau công đoạn mạ. Sau đó chúng sẽ được kiểm tra và đưa vào kho lưu trữ.

   II. NHỮNG CƠ HỘI SẢN XUẤT SẠCH HƠN

 ·   Xử lý nước thải riêng cho từng công đoạn

 ·  Lắp đăt hệ thống thông gió cục bộ

 

 

 

·  Tuần hoàn axit
·  Xây dựng hệ thống xử lý nước thải tập trung
·  Thay thế thiết bị rửa (rửa bằng tia nước áp lực cao)
·   Thay thế thùng mạ quay hình trống loại nhỏ bằng máy xi công suất cao
·   Thay thế bằng hệ thống tẩy rửa siêu âm
·   Thay đổi quy trình công nghệ
·   Thu hồi kim loại nặng
·   Quản lý nội vi tốt: thường xuyên bảo trì máy móc, thiết bị, kiểm tra đường ống, tránh hiện tượng rò rĩ hóa chất. Đồng thời nâng cao nhận thức của cán bộ, công nhân viên nhà máy

        2.1 Xử lý nước thải cho từng công đoạn

           Tùy từng công đoạn mà nước thải có thành phần và tính chất khác nhau. Vì vậy sẽ có quy trình xử lý khác nhau cho từng công đoạn để giảm chi phí xử lý.Ví dụ nước rửa trước khi mạ ô nhiễm chủ yếu là do PH thấp, hàm lượng dầu mỡ cao, và  kim loại nặng như sắt. Để trung hòa nước thải ta có thể dùng xút NaOH hoặc Ca(OH)2. Ngoài tác dụng trung hòa axit Ca(OH)2  còn có tác dụng kết tủa một số kim loại như Fe, Cu. Đây là phương án rất đơn giản.

   2.2. Xây dựng hệ thống thông gió

          Trong nhà máy xi mạ có chứa nhiều hóa chất xi mạ độc hại có mùi như CuCN, các axit H2SO4, HCl,…Vì vậy cần thiết phải xây dựng hệ thống thông gió để bảo vệ sức khoẻ cho người lao động.

   2.3. Tuần hoàn axit

     Trong công đoạn tẩy rửa hay tẩy bằng axit có PH rất thấp.Chúng ta có thể tuần hoàn lượng axit này để rửa kim loại cần mạ. Như vậy chúng ta sẽ tiết kiệm được một lượng axit ãit đáng kể

   2.4.Thay thế thiết bị

           Chúng ta sẽ thay đổi thiết bị để đem lại năng suất cao và han chế sử dụng nhiên liệu cũng như hạn chế việc ô nhiễm môi trường. Cụ thể là thay thế kiểu rửa sản phẩm thông thường của nhà máy bằng thiết bị máy phun nước áp lực cao. Với thiết bị này công suất sẽ cao hơn và lượng nước sử dụng giảm đi rất nhiều, dẫn đến lựợng nước thải ra sẽ ít đi

 

    2. 5 Xây dựng quy trình xử lý nước thải tập trung
           Nước thải được thu gom về trạm xử lý nước thải. Việc xử lý khá phức tạp vì nước thải có PH thấp, chất dầu mỡ, và đặc biệt là hàm lượng kim loại nặng. Người ta thường nâng PH, sau đó là giai đoạn oxy hóa để chuyển hóa Cr6+  thành Cr3+ . sau đó cho kết tủa và lắng, lọc cát- than hoạt tính để hấp thụ kim loại nặng. Trong quy trình xi mạ có nhiều công đoạn, mỗi công đoạn thải ra nước thải có thành phần, tính chất khác nhau. Vì vậy việc thu gom tập trung để xử lý sẽ làm tăng chi phí xử lý thay vì xử lý riêng từng công đoạn

    2.6 Thay đổi quy trình công nghệ:

         Việc thay đổi quy trình công nghệ là một giải pháp tốt về mặt kỹ thuật. Việc thay đổi quy trình công nghệ làm giảm lượng thải cũng như lượng thất thoát ra ngoài, giảm thiểu tình trạng ô nhiễm môi trường. Nhưng tính khả thi không có vì việc thay đổi quy trình tốn rất nhiều kinh phí cho việc thay đổi thiết bị, xây dựng lại cơ sở vật chất cho phù hợp với quy trình mới.

    2.7 Thu hồi kim loại nặng:

            Việc thu hồi kim loại năng trong nước thải nếu thực hiện được sẽ mang lại lợi ích rất lớn bởi vì các kim loai như Ni, Cu rất đắt. Nhưng làm thế nào để thu hồi kim loại nặng là một vấn đề rất khó thưc hiện. Hiện nay các nhà máy xi mạ có tiến hành công đoạn thu hồi kim loại nặng nhưng hiệu suất không cao.