Phương pháp xử lý nước thải gia công cơ khí ứng dụng phổ biến

Nước thải gia công cơ khí là một trong những loại nước thải công nghiệp có mức độ ô nhiễm cao, ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường và sức khỏe con người. Với sự phát triển mạnh mẽ của ngành cơ khí, việc áp dụng các phương pháp xử lý nước thải gia công cơ khí hiệu quả là vô cùng cấp thiết. Hãy cùng Thiết bị ngành nước Song Phụng khám phá các giải pháp xử lý tối ưu trong bài viết dưới đây.

Nguồn gốc phát sinh nước thải gia công cơ khí

Nước thải gia công cơ khí có thể phát sinh từ nhiều công đoạn khác nhau trong quá trình sản xuất. Một trong những nguồn thải chính là nước làm mát và bôi trơn trong các quá trình cắt gọt, tiện, phay, mài, gia công CNC… chứa nhiều dầu mỡ, dung dịch làm mát và hạt kim loại nhỏ.

Ngoài ra, quá trình xử lý bề mặt kim loại như tẩy rửa, đánh bóng, sơn phủ, mạ điện cũng sử dụng nhiều hóa chất, dung môi hữu cơ và axit mạnh, tạo ra lượng nước thải có độ pH không ổn định và chứa kim loại nặng. Bên cạnh đó, hoạt động vệ sinh máy móc, sàn xưởng và sinh hoạt của công nhân cũng góp phần làm gia tăng khối lượng nước thải cần xử lý.

Thành phần và đặc điểm của nước thải gia công cơ khí

Nước thải từ ngành gia công cơ khí có đặc điểm ô nhiễm phức tạp, chứa nhiều hợp chất nguy hại. Trong đó, kim loại nặng như sắt, đồng, kẽm, niken, crom thường tồn tại dưới dạng ion hòa tan hoặc cặn lơ lửng, có thể tích tụ lâu dài trong môi trường và gây độc cho sinh vật.

Dầu mỡ và chất nhờn từ dung dịch cắt gọt và bôi trơn có tính bám dính cao, khó phân hủy sinh học, gây tắc nghẽn hệ thống xử lý nước thải. Bên cạnh đó, nước thải còn chứa nhiều hợp chất hữu cơ từ dung môi, axit, bazơ và chất tẩy rửa, làm tăng COD, BOD, ảnh hưởng đến chất lượng nước.

Ảnh hưởng của nước thải gia công cơ khí lên môi trường

Ô nhiễm nguồn nước

Nước thải chưa xử lý có thể thấm vào nguồn nước ngầm hoặc chảy vào sông, hồ, gây suy giảm chất lượng nước. Kim loại nặng như chì, crom tích tụ lâu dài, ảnh hưởng đến hệ sinh thái thủy sinh. Dầu mỡ tạo màng trên mặt nước, làm giảm oxy, gây chết cá và sinh vật dưới nước. Do đó việc xử lý nước thải gia công cơ khí sẽ hạn chế việc ô nhiễm nguồn nước và tác động tiêu cực đến các vi sinh vật sống trong nước.

Ảnh hưởng xấu đến con người

Kim loại nặng và hóa chất trong nước thải có thể gây tổn thương thần kinh, gan, thận, tăng nguy cơ ung thư nếu con người tiếp xúc qua nước uống hoặc hít phải hơi độc. Dầu mỡ và dung môi hữu cơ gây kích ứng da, mắt và ảnh hưởng đến hệ hô hấp.

Suy thoái đất

Nước thải từ các khu công nghiệp, nhà máy gia công kim loại, mạ điện hoặc khai thác khoáng sản thường chứa hàm lượng lớn kim loại nặng. Khi xâm nhập vào đất, chúng làm thay đổi cấu trúc và thành phần dinh dưỡng của đất, khiến đất trở nên chai cứng, giảm khả năng giữ nước và chất dinh dưỡng. Điều này làm suy giảm độ phì nhiêu, khiến cây trồng phát triển kém hoặc chết yểu.

Nước thải chứa axit và bazơ có thể làm thay đổi độ pH của đất, gây ra sự mất cân bằng trong hệ sinh thái đất.

• Đất bị axit hóa: Khi nước thải có tính axit (thường do ngành công nghiệp dệt nhuộm, hóa chất) thấm vào đất, độ pH giảm xuống mức quá thấp, khiến vi sinh vật có lợi trong đất bị tiêu diệt, đồng thời làm hòa tan các kim loại độc hại, tăng nguy cơ ô nhiễm.
• Đất bị kiềm hóa: Ngược lại, nếu nước thải chứa nhiều bazơ (từ các nhà máy sản xuất giấy, xà phòng, hóa chất tẩy rửa), độ pH đất tăng cao, làm mất cân bằng khoáng chất, ảnh hưởng đến sự hấp thụ dinh dưỡng của cây trồng.

>>> Tìm đọc thêm: Công nghệ xử lý nước thải gỗ tiên tiến, hiệu quả và thân thiện môi trường

Tác động tiêu cực đến kinh tế – xã hội

Ô nhiễm nước thải khiến doanh nghiệp đối mặt với chi phí xử lý cao, có thể bị phạt vì vi phạm môi trường. Người dân phải chi trả nhiều hơn cho nước sạch, sản xuất nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản bị ảnh hưởng, làm giảm thu nhập và chất lượng sống.

Các phương pháp xử lý nước thải gia công cơ khí hiện nay

Do đặc thù chứa nhiều kim loại nặng, dầu mỡ, hóa chất độc hại và chất hữu cơ, nước thải từ quá trình gia công cơ khí cần được xử lý bằng nhiều phương pháp khác nhau để đảm bảo an toàn cho môi trường và sức khỏe con người. Tùy theo mức độ ô nhiễm và thành phần của nước thải, có thể áp dụng các phương pháp xử lý nước thải gia công cơ khí cơ học, hóa học, sinh học hoặc công nghệ màng lọc để loại bỏ các chất ô nhiễm một cách hiệu quả.

Phương pháp cơ học: Loại bỏ chất rắn lơ lửng và dầu mỡ

Phương pháp cơ học là bước xử lý sơ cấp nhằm loại bỏ các chất rắn lơ lửng, cặn bẩn, dầu mỡ có trong nước thải trước khi đưa vào các giai đoạn xử lý tiếp theo. Các hệ thống như lưới chắn rác, bể lắng, bể tách dầu mỡ được sử dụng để tách các tạp chất có kích thước lớn, giúp giảm tải cho quá trình xử lý sau đó.

Lưới chắn rác thường được lắp đặt ngay từ đầu hệ thống xử lý để loại bỏ các tạp chất rắn như vụn kim loại, mảnh nhựa, bụi bẩn từ quá trình gia công. Sau đó, nước thải sẽ được đưa vào bể lắng để các hạt rắn nhỏ hơn có thể lắng xuống đáy theo trọng lực. Đối với nước thải có chứa nhiều dầu mỡ từ quá trình cắt gọt kim loại hoặc sử dụng dung dịch bôi trơn, bể tách dầu mỡ sẽ được sử dụng để thu gom và loại bỏ lớp dầu nổi trên bề mặt, ngăn chặn tình trạng tắc nghẽn đường ống và ô nhiễm nguồn nước.

Phương pháp cơ học không thể xử lý hoàn toàn các chất ô nhiễm trong nước thải gia công cơ khí, nhưng đây là bước quan trọng giúp tối ưu hiệu suất của các công đoạn xử lý tiếp theo.

Phương pháp hóa học: Loại bỏ chất độc hại và kim loại nặng

Nước thải gia công cơ khí chứa nhiều kim loại nặng như chì (Pb), niken (Ni), crom (Cr), cadmium (Cd) cùng các hóa chất tẩy rửa và dung môi hữu cơ. Những thành phần này không thể loại bỏ hoàn toàn bằng phương pháp cơ học mà cần áp dụng các phản ứng hóa học để trung hòa và kết tủa.

Phương pháp keo tụ – tạo bông là một trong những cách phổ biến để xử lý kim loại nặng trong nước thải. Bằng cách sử dụng các hóa chất như phèn nhôm (Al₂(SO₄)₃) hoặc PAC, các ion kim loại trong nước sẽ kết hợp với các hạt keo tạo thành bông cặn lớn, sau đó lắng xuống đáy và được loại bỏ.

Ngoài ra, phương pháp oxy hóa khử cũng được áp dụng để xử lý các hợp chất độc hại. Ví dụ, clo (Cl₂) hoặc oxy già (H₂O₂) có thể được sử dụng để oxy hóa các hợp chất hữu cơ, giúp giảm mức độ ô nhiễm. Một số hệ thống còn kết hợp với công nghệ điện phân để tạo ra phản ứng oxy hóa mạnh, giúp phân hủy các chất độc hại trong nước thải.

Việc lựa chọn phương pháp hóa học phù hợp cần dựa trên thành phần cụ thể của nước thải để đảm bảo hiệu quả xử lý cao nhất mà không gây ô nhiễm thứ cấp.

>>> Đọc thêm: Xử lý nước thải trường học tại nguồn nhằm giảm thiểu ô nhiễm và tiết kiệm tài nguyên

Phương pháp sinh học: Sử dụng vi sinh vật phân hủy chất hữu cơ

Đối với nước thải có chứa các hợp chất hữu cơ từ dầu mỡ, dung dịch làm mát và các chất bôi trơn, phương pháp sinh học là lựa chọn hiệu quả giúp xử lý ô nhiễm một cách thân thiện với môi trường. Phương pháp này sử dụng vi sinh vật để phân hủy chất hữu cơ thành các hợp chất đơn giản hơn, giảm nồng độ BOD và COD trong nước thải.

Hệ thống xử lý sinh học có thể áp dụng công nghệ hiếu khí hoặc kỵ khí tùy theo đặc tính của nước thải. Trong hệ thống hiếu khí, vi khuẩn sử dụng oxy để phân hủy chất hữu cơ, giúp loại bỏ dầu mỡ và các hợp chất hòa tan. Công nghệ bùn hoạt tính, bể Aerotank hay MBR (Membrane Bioreactor) là những hệ thống xử lý sinh học hiếu khí phổ biến.

Ngược lại, trong hệ thống kỵ khí, vi sinh vật hoạt động trong điều kiện không có oxy, giúp phân hủy các chất hữu cơ phức tạp thành khí metan (CH₄) và CO₂. Phương pháp này thường được áp dụng trong xử lý nước thải công nghiệp có tải lượng ô nhiễm hữu cơ cao, giúp giảm đáng kể lượng bùn thải phát sinh.

Phương pháp xử lý nước thải gia công cơ khí bằng sinh học giúp xử lý hiệu quả các hợp chất hữu cơ nhưng không thể loại bỏ hoàn toàn kim loại nặng, do đó thường được kết hợp với các phương pháp khác để đạt hiệu suất xử lý tối ưu.

Phương pháp màng lọc (RO, UF, NF) xử lý nước thải gia công cơ khí

Trong những năm gần đây, xử lý nước thải gia công cơ khí bằng công nghệ màng lọc ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong xử lý nước thải công nghiệp, bao gồm cả nước thải từ ngành gia công cơ khí. Các hệ thống lọc màng như RO (Reverse Osmosis), UF (Ultrafiltration), NF (Nanofiltration) giúp loại bỏ các chất ô nhiễm ở mức độ vi mô, mang lại nguồn nước sạch có thể tái sử dụng.

Màng lọc RO có kích thước lỗ siêu nhỏ (0.0001 micron), có khả năng loại bỏ hoàn toàn vi khuẩn, kim loại nặng, muối hòa tan và các tạp chất độc hại trong nước thải. Công nghệ UF và NF với kích thước lỗ lớn hơn có thể loại bỏ cặn bẩn, vi sinh vật và một phần chất hữu cơ, giúp giảm tải cho hệ thống RO và nâng cao hiệu quả xử lý.

Ưu điểm của phương pháp xử lý nước thải gia công cơ khí bằng màng lọc là không sử dụng hóa chất, giúp đảm bảo chất lượng nước đầu ra và hạn chế tác động tiêu cực đến môi trường. Tuy nhiên, nhược điểm là chi phí đầu tư ban đầu cao và cần bảo trì thường xuyên để tránh tình trạng tắc nghẽn màng lọc.

>>> Tìm hiểu ngay: Phương pháp tái sử dụng nước thải giúp bảo vệ môi trường hiệu quả

Tiêu chí lựa chọn phương pháp xử lý nước thải gia công cơ khí phù hợp

Việc lựa chọn phương pháp xử lý nước thải tối ưu phụ thuộc vào nhiều yếu tố như thành phần nước thải, quy mô sản xuất, mức độ ô nhiễm và yêu cầu của pháp luật về bảo vệ môi trường. Đối với các xưởng cơ khí nhỏ, phương pháp cơ học và hóa học có thể là lựa chọn phù hợp vì chi phí đầu tư thấp, dễ vận hành.

Trong khi đó, các nhà máy quy mô lớn với lưu lượng nước thải cao cần hệ thống xử lý tích hợp giữa phương pháp sinh học và màng lọc để đảm bảo nước đầu ra đạt chuẩn an toàn. Doanh nghiệp cũng cần xem xét yếu tố chi phí vận hành, hiệu quả xử lý và khả năng mở rộng hệ thống trong tương lai để đảm bảo tuân thủ các quy định môi trường mà vẫn duy trì hiệu suất sản xuất.

Với kinh nghiệm nhiều năm trong lĩnh vực xử lý nước thải gia công cơ khí, Thiết bị ngành nước Song Phụng cung cấp giải pháp tối ưu giúp doanh nghiệp đáp ứng các tiêu chuẩn bảo vệ môi trường, đảm bảo sản xuất bền vững. Tùy theo đặc điểm của nước thải gia công cơ khí, các doanh nghiệp có thể lựa chọn hoặc kết hợp nhiều phương pháp xử lý khác nhau để đạt hiệu quả cao nhất.

Phương pháp cơ học giúp loại bỏ chất rắn và dầu mỡ, phương pháp hóa học xử lý kim loại nặng, phương pháp sinh học phân hủy chất hữu cơ, còn công nghệ màng lọc giúp nâng cao chất lượng nước đầu ra. Việc áp dụng hệ thống xử lý nước thải gia công cơ khí phù hợp không chỉ giúp doanh nghiệp tuân thủ các quy định về môi trường mà còn góp phần bảo vệ nguồn nước, đất đai và sức khỏe cộng đồng.