Xi mạ là một trong những ngành công nghiệp phổ biến nhất nước ta. Trong quá trình sản xuất, hầu hết các nhà máy, cơ sở xi mạ kim loại có quy mô vừa và nhỏ, áp dụng công nghệ cũ và lạc hậu, thêm vào đó, vấn đề xử lý ô nhiễm môi trường còn chưa được xem xét đầy đủ hoặc xử lý còn mang tính chất đối phó, hình thức. Nguyên nhân do việc xử lý nước thải xi mạ khá tốn kém và việc thực thi Luật bảo vệ môi trường tại nước ta chưa thực sự nghiêm minh.
Nước thải xi mạ thường có nồng độ và pH biến đổi rộng, từ rất axit đến rất kiềm. Đặc điểm chung của nước thải ngành xi mạ là chứa hàm lượng kim loại nặng và muối vô cơ cao. Phần lớn nước thải từ các nhà máy, cơ sở xi mạ được xả thải trực tiếp vào cống thoát nước chung mà không qua xử lý triệt để, gây ô nhiễm cục bộ trầm trọng nguồn nước.
Hơn 80% nước thải từ các nhà máy, cơ sở xi mạ không được xử lý. Ước tính, lượng chất thải các loại phát sinh trong ngành công nghiệp xi mạ sẽ lên đến hàng ngàn tấn mỗi năm. Điều này cho thấy chúng ta cần chú trọng hơn nữa đến việc xử lý nước thải xi mạ, giúp bảo vệ môi trường sống. Sau đây hãy cùng EJC chúng tôi tìm hiểu thêm về nguồn nước thải này và các phương pháp xử lý hữu hiệu nhất hiện nay.
1. Thành phần, tính chất của nước thải xi mạ:
Nước thải nên tách riêng thành 3 dòng riêng biệt:
- Dung dịch thải đậm đặc từ các bể nhúng, bể ngâm.
- Nước rửa thiết bị có hàm lượng chất bẩn trung bình (muối kim loại, dầu mỡ và xà phòng,…)
- Nước rửa loãng
Để an toàn và dễ dàng xử lý, dòng axit crômic và dòng cyanide nên tách riêng.
Chất gây ô nhiễm nước thải xi mạ có thể chia làm vài nhóm sau:
- Chất ô nhiễm độc như cyanide CN-, Cr (VI), F-,…
- Chất ô nhiễm làm thay đổi pH như dòng axit và kiềm
- Chất ô nhiễm hình thành cặn lơ lửng như hydroxit, cacbonat và photphat
- Chất ô nhiễm hữu cơ như dầu mỡ, EDTA …
2. Ảnh hưởng của nước thải ngành xi mạ đến môi trường và con người:
Ảnh hưởng đến con người:
Xi mạ là ngành có khả năng gây ô nhiễm cao bởi lượng hóa chất, nước thải có chứa các ion kim loại nặng, kim loại độc ảnh hưởng đến sức khỏe con người là một trong những nguyên nhân gây ra nhiều căn bệnh nan y, có khả năng gây tử vong. Nước thải từ quá trình xi mạ nếu không được xử lý, mà trực tiếp xả thải ra môi trường thì sau thời gian tích tụ và ngấm vào mạch nước ngầm, theo chuỗi thức ăn thâm nhập vào cơ thể con người cũng như sinh thực vật gây các bệnh nghiêm trọng như viêm loét da, viêm đường hô hấp, eczima, ung thư,…
Ảnh hưởng đến môi trường:
Nước thải từ xi mạ nếu thải trực tiếp ra môi trường sẽ dẫn đến ao hồ, sông suối bị ô nhiễm. Cá và thực vật dưới nước sẽ bị nhiễm độc chết. Làm biến đổi tính chất lý hóa của nước, tạo ra sự tích tụ sinh học đáng lo ngại theo chiều dài chuỗi thức ăn. Nhiều công trình nghiên cứu cho thấy, với nồng độ đủ lớn, sinh vật có thể bị chết hoặc thoái hóa, với nồng độ nhỏ có thể gây ngộ độc mãn tính hoặc tích tụ sinh học, ảnh hưởng đến sự sống của sinh vật về lâu về dài.
Không những vậy, còn ảnh hưởng đến đường ống dẫn nước, gây ăn mòn, xâm thực hệ thống cống rãnh. Ảnh hưởng đến hệ thống xử lý nước thải, cần tách riêng nếu không sẽ ảnh hưởng đến hoạt động của vi sinh vật khi thực hiện xử lý sinh học.
3. Các phương pháp và công nghệ xử lý nước thải xi mạ:
Các phương pháp xử lý nước thải xi mạ phổ biến nhất có thể kể đến là dùng phương pháp hóa học, trao đổi ion, phương pháp chưng cất, phương pháp điện thẩm tích. Chọn phương pháp nào còn tuỳ thuộc vào chỉ tiêu kinh tế – kĩ thuật cho phép, điều kiện môi trường địa phương, yêu cầu, mục đích dùng lại hoặc thải thẳng ra môi trường… Và dù chọn phương pháp nào cũng phải bảo đảm chất lượng môi trường theo TCVN 5945- 1995.
a. Phương pháp kết tủa:
Quá trình kết tủa thường được ứng dụng cho xử lý nứơc thải chứa kim loại nặng. Kim loại nặng thường kết tủa ở dạng hydroxit khi cho chất kiềm hóa (vôi, NaOH, Na2CO3,…) vào để đạt đến giá trị pH tương ứng với độ hoà tan nhỏ nhất.
Khi xử lý kim loại, cần thiết xử lý sơ bộ để khử đi các chất cản trở quá trình kết tủa. Thí dụ như cyanide và ammonia hình thành các phức với nhiều kim loại làm giảm hiệu quả quá trình kết tủa.
Một số kim loại như arsenic hoặc cadmium ở nồng độ thấp có thể xử lý hiệu quả khi cùng kết tủa với phèn nhôm hoặc sắt. Khi chất lượng đầu ra đòi hỏi cao, có thể áp dụng quá trình lọc để loại bỏ các cặn lơ lửng khó lắng trong quá trình kết tủa.
Xử lý từng mẻ (batch treatment) ứng dụng có hiệu quả kinh tế, khi nhà máy xi mạ có lưu lượng nước thải mỗi ngày ≤ 100m3/ngày. Trong xử lý từng mẻ cần dùng hai loại bể có dung tích tương đương lượng nước thải trong một ngày Qngày. Một bể dùng xử lý, một bể làm đầy.
Khi lưu lượng ≥ 100m3/ngày, xử lý theo mẻ không khả thi do dung tích bể lớn. Xử lý dòng chảy liên tục đòi hỏi bể axit và khử, sau đó qua bể trộn chất kiềm hoá và bể lắng. Thời gian lưu nước trong bể khử phụ thuộc vào pH, thường lấy tối thiểu 4 lần so với thời gian phản ứng lý thuyết. Thời gian tạo bông thường lấy khoảng 20 phút và tải trọng bể lắng không nên lấy ≥ 20m3/ngày.
Trong trường hợp nước rửa có hàm lượng crôm thay đổi đáng kể, cần thiết có bể điều hoà trước bể khử để giảm thiểu dao động cho hệ thống châm hoá chất.
b. Phương pháp trao đổi ion:
Phương pháp này thường được ứng dụng cho xử lý nước thải xi mạ để thu hồi Crôm. Để thu hồi axit crômic trong các bể xi mạ, cho dung dịch thải axit crômic qua cột trao đổi ion resin cation (RHmạnh) để khử các ion kim loại (Fe, Cr3+, Al,…). Dung dịch sau khi qua cột resin cation có thể quay trở lại bể xi mạ hoặc bể dự trữ. Do hàm lượng Crôm qua bể xi mạ khá cao (105-120kg CrO3/m3), vì vậy để có thể trao đổi hiệu quả, nên pha loãng nước thải axit crômic và sau đó bổ sung axit crômic cho dung dịch thu hồi.
Đối với nước thải rửa, đầu tiên cho qua cột resin cation axit mạnh để khử các kim loại. Dòng ra tiếp tục qua cột resin anion kiềm mạnh để thu hồi crômat và thu nước khử khoáng. Cột trao đổi anion hoàn nguyên với NaOH. Dung dịch qua quá trình hoàn nguyên là hỗn hợp của Na2CrO4 và NaOH. Hỗn hợp này cho chảy qua cột trao đổi cation để thu hồi H2CrO4 về bể xi mạ. Axit crômic thu hồi từ dung dịch đã hoàn nguyên có hàm lượng trung bình từ 4-6%. Lượng dung dịch thu được từ giai đoạn hoàn nguyên cột resin cation cần phải trung hoà bằng các chất kiềm hoá, các kim loại trong dung dịch kết tủa và lắng lại ở bể lắng trước khi xả ra cống.
c. Phương pháp điện hóa:
Dựa trên cơ sở của quá trình oxy hoá khử để tách kim loại trên các điện cực nhúng trong nước thải chứa kim loại nặng khi cho dòng điện một chiều chạy qua. Phương pháp này cho phép tách các ion kim loại ra khỏi nước mà không cần cho thêm hoá chất, tuy nhiên thích hợp cho nước thải có nồng độ kim loại cao (> 1g/l)
d. Phương pháp sinh học:
Dựa trên nguyên tắc một số loài thực vật, vi sinh vật trong nước sử dụng kim loại như chất vi lượng trong quá trình phát triển khối như bèo tây, bèo tổ ong, tảo,… Với phương pháp này, nước thải phải có nồng độ kim loại nặng nhỏ hơn 60 mg/l và phải có đủ chất dinh dưỡng (nitơ, phốtpho,…) và các nguyên tố vi lượng cần thiết khác cho sự phát triển của các loài thực vật nước như rong tảo. Phương pháp này cần có diện tích lớn và nước thải có lẫn nhiều kim loại thì hiệu quả xử lý kém.
Trên đây là một số phương pháp xử lý nước thải xi mạ phổ biến nhất hiện nay. Chúng ta cần chọn lựa phương pháp phù hợp nhất với từng mô hình nhà máy, cơ sở. Nếu không xử lý đúng quy trình và phương pháp, nước thải sẽ không đáp ứng được chất lượng theo quy định. Khi xả thải ra ngoài, nguồn thải này có thể gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường và sức khỏe con người.
Hãy liên hệ ngay Công ty Cổ Phần EJC để được tư vấn về thiết kế thi công hệ thống xử lý nước thải xi mạ hiện đại nhất đang áp dụng hiện nay.
