Công nghệ xử lý nước thải xi mạ, kim loại đạt chuẩn yêu cầu

Nước thải xi mạ là một trong những nguồn gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Để đáp ứng các yêu cầu về bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng, công nghệ xử lý nước thải xi mạ, kim loại đã phát triển để đạt chuẩn yêu cầu.

Tìm hiểu về nước thải xi mạ

Nước thải xi mạ là loại nước thải phát sinh trong quá trình xi mạ kim loại như đồng, kẽm, niken, chrome và các hợp kim khác. Nước thải này thường chứa các chất độc hại như kim loại nặng, chất hữu cơ và chất phụ gia từ quá trình xi mạ. Vì vậy, bắt buộc phải có hệ thống xử lý nước thải xi mạ để giảm thiểu tác động tiêu cực lên môi trường và con người.

Các công nghệ mạ hiện nay

Các công nghệ mạ hiện nay đang được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau, từ điện tử, ô tô, đồ gia dụng đến công nghiệp sản xuất. Mỗi công nghệ mạ có ưu điểm và ứng dụng riêng, phù hợp với các yêu cầu và điều kiện cụ thể của từng ứng dụng.

 Mạ điện:

• Sử dụng nguyên tắc điện phân để phủ một lớp kim loại lên bề mặt vật liệu.
• Dung dịch hoặc khí điện phân tạo ra lớp mạ kim loại bền và đồng đều.

Mạ hóa học:

• Sử dụng phản ứng hóa học để phủ một lớp kim loại lên bề mặt vật liệu.
• Chất hóa học chứa kim loại tạo ra lớp mạ trong môi trường axit hoặc kiềm.

Mạ ngâm:

• Nhúng vật liệu vào dung dịch chứa kim loại để tạo lớp mạ.
• Kim loại từ dung dịch hấp thụ vào bề mặt vật liệu, tạo lớp mạ bền và chắc chắn.

Mạ phun:

• Sử dụng công nghệ phun sương hoặc phun bột kim loại để tạo lớp mạ.
• Kim loại được đưa vào trạng thái hạt nhỏ và phun lên bề mặt vật liệu, tạo lớp mạ đồng đều và chắc chắn.

Mạ mạch in:

• Sử dụng trong ngành công nghiệp điện tử để tạo mạch in trên bề mặt vật liệu.
• Kỹ thuật in dẫn điện tạo ra mạch in với các đường dẫn điện và linh kiện điện tử.

Phân loại nước thải xi mạ mô tả đặc điểm trước phần phân loại

Nước thải xi mạ là nguồn nước thải có dải pH rộng kéo dài từ axit đến kiềm, chứa nhiều muối vô cơ và các kim loại nặng. Đặc điểm của nước thải xi mạ sẽ tùy theo lớp mạ, thường có muối kim loại nặng như Zn, Cu, Ni hay Cr,… Ngoài ra, nước thải có thể sẽ chứa các loại độc tố như sunfat, xyanua, amoni,…. cũng như các chất bề mặt như dầu mỡ.

Nước thải xi mạ thường được chia thành 2 nhóm chính bao gồm:

• Nguồn nước thải sinh ra từ quá trình mạ như nước vệ sinh bể mạ và các hóa chất rò rỉ trong hoạt động này. Tuy lưu lượng nước thải trực tiếp thường không nhiều nhưng đây lại là nguồn nước có độ ô nhiễm kim loại nặng rất cao.
• Nước thải của các quá trình làm sạch dầu mỡ hóa học bằng dung môi hoặc các chất điện hóa. Nguồn nước thải này chiếm phần lớn trong nước thải xi mạ nhưng có nồng độ ô nhiễm thấp hơn với thành phần chính là dầu mỡ, axit, chất lơ lửng và kiềm.

Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải xi mạ

Sơ đồ hệ thống trên là một trong những công nghệ xử lý nước thải xi mạ đơn giản nhất, có khả năng xử lý hầu hết các axit, kim loại nặng, đặc biệt là crom. Ưu điểm lớn nhất của hệ thống này là không cần đầu tư quá nhiều chi phí và giúp tối ưu quá trình thi công lắp đặt.

Xem thêm: Các sơ đồ xử lý nước thải công nghiệp tối ưu, tiên tiến nhất

Thuyết minh quy trình theo sơ đồ xử lý nước thải xi mạ 

Nước thải sản xuất xi mạ sẽ được dẫn ra ngoài theo đường ống riêng của công trình xử lý nước thải và đưa vào hầm tiếp nhận. Khi đi qua song chắn rác, các vật rắn lớn như giấy, nilon, gỗ, lá cây,… sẽ được lọc lại. Nước thải sẽ tiếp tục được đưa vào bể điều hòa để thực hiện các công đoạn tiếp theo

Bể điều hòa

Chức năng:

• Ổn định thành phần, nồng độ, lưu lượng nước thải.
• Cung cấp khí sục trộn đều nước thải.

Giải thích: Nước thải từ hố gom được bơm vào bể điều hòa để trộn đều, cân bằng các thành phần, nồng độ và lưu lượng trước khi chuyển sang các bước xử lý tiếp theo. Đồng thời, bể điều hòa cung cấp khí sục từ dưới lên trên để khuấy đều nước thải, tạo điều kiện cho các quá trình sinh học diễn ra hiệu quả.

Bể phản ứng

Phản ứng:

• Phân giải chất hữu cơ thành đơn giản.
• Khử kim loại nặng thành dạng kết tủa.

Chất khử: Na2S2O3, NaHSO3, FeSO4, H2O2,…

Hệ thống kiểm soát pH: Giữ pH trong khoảng 6 – 9.

Quá trình: Bể phản ứng là nơi diễn ra các phản ứng hóa học để phân hủy các chất hữu cơ thành các chất đơn giản hơn và khử kim loại nặng thành dạng kết tủa. Quá trình này sử dụng các chất khử như Na2S2O3, NaHSO3, FeSO4, H2O2,… để khử kim loại nặng. Hệ thống kiểm soát pH giữ mức pH trong khoảng 6 – 9 để tạo môi trường thuận lợi cho các phản ứng hóa học xảy ra.

Bể cân bằng

Chức năng:

• Cân bằng pH của nước thải về mức tối ưu cho quá trình keo tụ tạo bông.
• Loại bỏ một phần muối kim loại hòa tan, gốc phosphat và sunphat.

Thiết bị:

• Thiết bị kiểm soát pH tự động: Điều khiển bơm định lượng NaOH/Ca(OH)2 hoặc axit để cân bằng pH.
• Máy khuấy trộn: Trộn đều dung dịch trong bể.

Quá trình:

• Nước thải từ bể điều hòa được bơm vào bể cân bằng.
• Thiết bị kiểm soát pH tự động điều chỉnh độ pH của nước thải về mức tối ưu (thường là 5.5 – 7.5).
• Máy khuấy trộn hoạt động để trộn đều dung dịch.
• Các phản ứng hóa học xảy ra: Ca(OH)2 nâng ổn định pH, kết tủa kim loại Zn, Cr, Fe, kết hợp gốc phosphat, sunphat tạo muối kết tủa không tan.
• Ca(OH)2 có tính keo tụ như phèn nhôm và phèn sắt, nâng cao hiệu quả keo tụ.
• Nước thải sau khi cân bằng pH được chuyển sang bể keo tụ.

Bể keo tụ

Chức năng: Làm cho các hạt nhỏ trong nước thải kết hợp thành các hạt lớn, dễ lắng xuống.

Hóa chất keo tụ:

• Phèn nhôm (Al2(SO4)3).
• Phèn sắt (FeCl3).
• Polyme (PAM).

Hệ thống định lượng: Bơm định lượng hóa chất keo tụ theo lưu lượng đã tính toán.

Quá trình:

• Nước thải từ bể cân bằng được bơm vào bể keo tụ.
• Hóa chất keo tụ được bơm vào bể với liều lượng phù hợp.
• Hệ thống khuấy trộn hoạt động để trộn đều dung dịch.
• Các hạt keo tụ hình thành do tương tác giữa các ion kim loại từ hóa chất keo tụ và các hạt lơ lửng trong nước thải.

 

Bể tạo bông

Chức năng: Hình thành “cầu nối” liên kết các bông cặn nhỏ thành bông bùn lớn, dễ lắng xuống.

Chất trợ keo: Polyme (PAM).

Hệ thống định lượng: Bơm định lượng chất trợ keo theo lưu lượng đã tính toán.

Quá trình:

• Nước thải từ bể keo tụ được bơm vào bể tạo bông.
• Chất trợ keo được bơm vào bể với liều lượng phù hợp.
• Hệ thống khuấy trộn hoạt động với tốc độ chậm để tạo điều kiện cho các bông cặn liên kết với nhau.
• Các bông bùn lớn được hình thành, dễ dàng lắng xuống đáy bể.
• Nước sau tạo bông được chuyển sang bể lắng để loại bỏ bông bùn.

Bể lắng

Chức năng:

• Lắng bông cặn bằng trọng lực.
• Loại bỏ TSS, kim loại nặng, chất hữu cơ.

Bể lắng sử dụng phương pháp trọng lực để lắng các bông cặn, kim loại nặng và chất hữu cơ ra khỏi nước thải. Bùn lắng được chuyển đến bể chứa bùn để xử lý tiếp theo bằng 02 bơm bùn hoạt động luân phiên. Nước sau lắng được dẫn sang bể trung gian để tiếp tục xử lý.

Bể trung gian

Bể trung gian chứa nước thải tạm thời trước khi chuyển sang các bước xử lý tiếp theo, giúp điều hòa lưu lượng và nồng độ nước thải để đảm bảo hiệu quả xử lý.

Hệ thống lọc áp lực và than hoạt tính

Nước được bơm qua hệ thống lọc áp lực, giữ lại cặn và tạp chất để nước sạch đi qua. Sau đó, nước được dẫn qua hai cột than hoạt tính để hấp phụ và loại bỏ kim loại và chất hữu cơ.

Than hoạt tính hoạt động theo hai cơ chế: lọc vật lý và lọc hấp thụ. Trong lọc vật lý, các chất bẩn lớn bị giữ lại trên bề mặt than, dễ dàng loại bỏ bằng sàng lọc. Trong lọc hấp thụ, bề mặt phân tử than thu hút và giữ lại các hóa chất và tạp chất hòa tan. Than hoạt tính hiệu quả trong việc loại bỏ Clo, Benzen, các hóa chất công nghiệp hòa tan và kim loại nặng.

Tìm hiểu thêm: 

• Bồn lọc áp lực là gì? Cấu tạo bồn lọc áp lực, nguyên lý vận hành
• Cách làm bể lọc nước bằng than hoạt tính đơn giản, hiệu quả

Bể chứa bùn

Bể chứa bùn thu gom và ổn định, nén và cô đặc bùn thải từ bể lắng. Bùn thải có thể được xử lý tiếp theo hoặc tái sử dụng tùy theo tính chất và nhu cầu.

Yêu cầu chất lượng nước thải xi mạ sau xử lý 

Yêu cầu chi tiết về chất lượng nước thải được quy định theo mục đích của người tiếp nhận. Theo đó, xử lý nước thải xi mạ đạt chuẩn là đáp ứng được các chỉ tiêu theo QCVN 40:2011/BTNMT.

YÊU CẦU VỀ CHẤT LƯỢNG XỬ LÝ NƯỚC THÀI XI MẠ
QCVN 40:2011/BTNMT
STT	Chỉ tiêu	Đơn vị	Cột A	Cột B
1	Nhiệt độ	mg/l	40	40
2	Màu	mg/l	50	150
3	pH	mg/l	6-9	5,5 – 9
4	BOD5	mg/l	30	50
5	COD	mg/l	75	150
6	Chất rắn lơ lửng	mg/l	50	100
7	niken	mg/l	0,2	0,5
8	Tổng dầu mỡ khoáng	mg/l	5	10
9	Amoni	mg/l	5	10
10	Tổng N	mg/l	20	40
11	Colìorm	MPN/ 100ml	3.000	5.000

Công ty Môi trường Song Phụng vừa giới thiệu đến bạn những thông tin chi tiết nhất về quy trình cũng như tiêu chuẩn xử lý nước thải xi mạ trong sản xuất công nghiệp điển hình. Trên thực tế, tùy theo quy trình mạ, các phương pháp xử lý nước thải sẽ được linh hoạt thay đổi sao cho phù hợp. Hãy liên hệ ngay cho Song Phụng qua hotline 0913 90 72 74 – 0984 620 494 để chúng tôi có thể tư vấn giải pháp phù hợp nhất đến doanh nghiệp của bạn.

Tham khảo thêm: Top 5 công nghệ xử lý nước thải hiện đại, tối ưu nhất hiện nay