Trong công nghiệp hiện nay chúng ta thường nghe nói đến vật liệu mạ kẽm. Quá trình mạ kẽm là gì? Nước thải từ quá trình mạ kẽm có độc tố không? Quy trình xử lý nước thải mạ kẽm như thế nào? Cùng chúng tôi tìm hiểu về kiến thức dưới bài viết này các bạn nhé
Tìm hiểu về nước thải mạ kẽm
Mạ kẽm là gì?
Mạ kẽm hay còn gọi là xi mạ kẽm là một công đoạn mà người ta phủ lên trên bề mặt của vật liệu(Chủ yếu là kim loại) một lớp kẽm giúp bảo vệ bề mặt của vật liệu đó tránh đi hiện tượng rỉ sét hoặc ăn mòn do môi trường gây ra và làm tăng tính thẩm mỹ của vật liệu đó
Trong công nghiệp hiện nay chúng ta bắt gặp rất nhiều loại vật liệu xi mạ như các loại van công nghiệp, đồng hồ đo áp lực, đồng hồ đo nhiệt độ, phụ kiện đường ống(Co, cút, tê, mặt bích…), đường ống, các công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp người ta cũng thường dùng các loại vật liệu mạ kẽm để tăng khả năng hoạt động, tăng độ bền, tuổi thọ của vật liệu đó
Nước thải xi mạ kẽm là gì?
Nước thải mạ kẽm là lượng nước thải được sử dụng trong quá trình mạ kẽm các bề mặt kim loại. Loại nước thải này thuộc dạng nước thải công nghiệp và có thành phần rất phức tạp bao gồm các loại muối vô cơ, các kim loại nặng phục vụ cho quá trình xi mạ như Zn, Ni, Cu, Sunfat, xianua, các loại axit…có độc tính rất mạnh và cần được xử lý triệt để trước khi đưa vào môi trường
Đặc điểm của nước thải xi mạ kẽm
Quá trình mạ kẽm thường trải qua nhiều công đoạn để xử lý bề mặt cũng như hoàn thành lớp mạ kẽm bên ngoài. Từ khâu xử lý đến xuất xưởng sản phẩm xi mạ kẽm thường trải qua nhiều quy trình mà ở đó lượng nước sử dụng cho các quá trình này rất nhiều và có chứa nhiều thành phần khác nhau
- Sử dụng các loại dung môi Tricloetylen, Percloetylen là các loại hydrocacbon đã được Clo hóa nhằm tẩy rửa bề mặt ban đầu
- Thành phần của nó có các loại Axit loãng như H2SO4, HCL, Natrixianua trong quá trình hoạt hóa bề mặt của vật liệu
- Ngoài ra còn có các loại muối kim loại tham gia vào quá trình mạ. Tùy theo lớp xi mạ mà thành phần của muối kim loại là khác nhau như Zn, Ni, Cr, Cu…
- Thành phần chất hữu cơ rất ít hoặc hầu như không có trong nước thải mạ kẽm. Chính vì thế chỉ số COD, BOD tương đối thấp
Vì sao cần phải xử lý nước thải mạ kẽm
Như đã phân tích ở trên thành phần của nước thải xi mạ kẽm có rất nhiều các loại chất độc hại và kim loại nặng ảnh hưởng lớn đến môi trường cũng như con người nên cần được xử lý triệt để trước, không thể xả bừa bãi ra môi trường được. Cụ thể nó gây ảnh hưởng như sau:
- Các chất kim loại là độc tố đối với các loại cá, tôm và thực vật sống ở môi trường nước. Nó còn có thể tiêu diệt các loại sinh vật phù du trong nước và làm biến đổi, thoái hóa, gây ngộ độc cho các loài sinh vật ở môi trường nước. Về lâu dài nó có thể gây ảnh hưởng đến chuỗi thức ăn tự nhiên
- Nước thải mạ kẽm gây ảnh hưởng đến hệ thống đường ống và cống rãnh, gây ăn mòn nghiêm trọng các công trình kim loại
- Gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến nền nông nghiệp nếu như xả trực tiếp. Nó làm cho cây trồng không phát triển được và làm ảnh hưởng lớn đến đất nông nghiệp
- Gây độc tố cho nguồn nước ngầm bị nhiễm các loại kim loại nặng
- Các loại kim loại nặng và muối vô cơ làm ảnh hưởng nghiêm trọng đến con người nếu như bị nhiễm vào. Gây ra biến đổi gen, gây các bệnh về da, mắt, ung thư, dạ dày, hô hấp…Nhiễm độc nặng có thể gây tử vong
Phương pháp xử lý nước thải xi mạ kẽm
Xử lý nước thải mạ kẽm bằng phương pháp kết tủa
Đây là phương pháp cực kỳ thích hợp cho các loại nước thải có chứa kim loại nặng. Bản chất của phương pháp này là dựa vào phản ứng của kim loại với các hợp chất kiềm dưới dạng Hydroxit. Các loại kiềm sử dụng ở đây là NAOH, Na2CO3
Nguyên lý khi cho kiềm vào sẽ tạo ra độ pH tương ứng hòa tan, tùy vào thành phần của kim loại trong nước thải mà chúng ta sử dụng các loại chất khác nhau với mục đích tạo thành phản ứng keo tụ tạo bông mà chúng ta thường biết trong các hệ thống xử lý nước thải hiện nay
Xử lý nước thải xi mạ bằng phương pháp trao đổi ion
Đây là phương pháp thích hợp cho các ứng dụng chuyên mạ bằng chất Crom. Mục đích của phương pháp này là thu hồi Crom có lẫn trong nước thải.
Nguyên lý của nó là cho nước thải có chứa Axit Crômic qua cột trao đổi ion Resin Cation(RH mạnh) để khử các ion kim loại FE, CR, Al…Ngoài ra trong phương pháp này cần phải trung hòa bằng các chất kiềm hóa, các kim loại trong dung dịch kết tủa và lắng lại ở bể lắng trước khi xả ra cống
Xử lý nước thải mạ kẽm bằng phương pháp điện hóa
Đây là phương pháp dựa trên phản ứng oxy hóa khử để tách kim loại bằng cách sử dụng các điện cực cấp điện và nhúng vào nước thải có chứa kim loại. Đây là phương pháp cho phép chúng ta có thể dễ dàng tách các ion kim loại trong nước mà không cần phải sử dụng hóa chất hay các phản ứng hóa học. Nó phù hợp cho các loại nước thải có nồng độ kim loại cao > 1gam/lít
Xử lý nước thải xi mạ kẽm bằng phương pháp sinh học
Đây là phương pháp sạch và cũng được khuyến khích sử dụng. Nguyên tắc của phương pháp này chính là việc sử dụng một số loài thực vật có thể sử dụng các loại chất kim loại trong nước thải như một dạng vi lượng để phát triển như các loại bèo tây, tảo, bèo tổ ong…Tuy nhiên nhược điểm lớn nhất của phương pháp này chính là việc ngoài các hợp chất có kim loại thì nước thải còn phải có đầy đủ chất dinh dưỡng khác như Ni tơ, phốt pho, các nguyên tố vi lượng khác… để cho các loại thực vật có thể phát triển. Nó cũng chỉ thích hợp cho các dạng nước thải có nồng độ kim loại nhỏ hơn 60g/lít. Nếu lớn hơn con số này thì hiệu quả của phương pháp này thực sự không quá cao
Quy trình xử lý nước thải mạ kẽm đang được áp dụng hiện nay
Thuyết minh quy trình xử lý nước thải mạ xi kẽm
Cũng giống như các quy trình xử lý nước thải hiện nay, nước thải xi mạ với công đoạn ban đầu đều có các hố thu ban đầu để thu gom nguồn nước thải từ các phân xưởng mạ. Tất cả các nguồn nước thải đều phải qua các song chắn lọc rác thô để thu gom các loại rác thải lớn tránh làm tắc nghẽn dòng chảy và đường ống
Tiếp theo nó được dẫn qua hệ thống bể điều hòa. Ở bể điều hòa có lắp hệ thống trộn khuấy nước thải để đảm bảo cho nó không xảy qua quy trình lắng cặn. Ngoài ra nó trộn đều nước thải mạ để các chất có thể hòa lẫn với nhau đều nhất trước khi đưa sang công đoạn xử lý tiếp theo
Tại bể tạo phản ứng, người ta dựa vào thành phần của nước thải xi mạ sẽ châm thêm thành phần chất khác để tạo phản ứng, thông thường là NaHSO4, FeSO4 vào bể với liều lượng nhất định và được kiểm soát chặt chẽ. Ở bể phản ứng tiếp tục có hệ thống khuấy trộn đảm bảo trộn đều các thành phần thêm vào, từ đấy nó được chuyển tiếp sang một hệ thống khác
Sau khi từ bể phản ứng, nước thải xi mạ được dẫn sang hệ thống bể keo tụ tạo bông. Ở bể này người ta trộn thêm hóa chất NaOH, CaO được châm vào bể với liều lượng nhất định. Giai đoạn này hệ thống mô tơ cánh khuấy sẽ được điều chỉnh tốc độ chậm hơn để tạo phản ứng tốt nhất. Các hóa chất thêm vào sẽ tạo phản ứng thành những bông cặn kích thước lớn. Đây là phản ứng tạo ra tiền để để dẫn nước thải sang dạng bể lắng
Ở bể lắng là nơi chứa các loại bông tụ đã phản ứng ở quy trình trên, nó sẽ lắng xuống dưới tạo thành bùn thải, nước thải ở phía trên tiếp tục được xử lý. Bùn thải sẽ được xử lý theo phương pháp xử lý bùn thải
Nước thải qua bể lắng sẽ được đưa sang bể trung gian để cân bằng lại và ổn định trước khi nó được đưa qua bể lọc áp lực cao. Bùn thải được thu gom lại và xử lý riêng. Bể xử lý bùn thải sẽ được cấp không khí vào để khử mùi hôi phát sinh
Ở bể lọc áp lực cao, nước thải được đưa vào bằng hệ thống bơm áp lực với bể lọc chứa các loại vật liệu như đá, cát, sỏi, than giúp loại bỏ các thành phần chất hữu cơ hòa tan, các loại chất khó hoặc không thể phân giải sinh học, halogen hữu cơ…từ đó đưa ra nước thải đã qua xử lý đạt tiêu chuẩn theo quy định
Từ bể lọc áp lực cao, sẽ có hệ thống ống dẫn, mương dẫn nước thải xi mạ sau xử lý vào nguồn nước tiếp nhận. Trước đó thường phải kiểm tra các thông số trong nước thải và thường các đơn vị sử dụng các loại đồng hồ đo lưu lượng nước thải(Dạng cơ, dạng điện tử) để có thể đo đạc ghi nhật ký và báo cáo lưu lượng xả vào nhật ký
Ưu điểm và nhược điểm của công nghệ xử lý nước thải mạ kẽm
Ưu điểm của công nghệ xử lý nước thải mạ kẽm
- Nước thải sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn cho phép theo đúng thông số quy định của cơ quan quản lý môi trường
- Diện tích xây dựng không quá lớn
- Thiết kế theo dạng modul nên có thể mở rộng, cải tạo, nâng cấp công suất xử lý nếu như lượng nước thải tăng hoặc doanh nghiệp mở rộng công tác sản xuất
- Toàn bộ quy trình có thể được điều khiển tự động hóa, sử dụng các loại van điều khiển như van điều khiển điện, van điều khiển khí nén, đồng hồ đo nước thải sau xử lý(Dạng cơ, dạng điện tử), cảm biến, hệ thống PLC điều khiển máy bơm, điều khiển van…giúp tự động hóa quá trình xử lý
- Việc bảo trì và bảo dưỡng tương đối dễ dàng với các hệ thống bể tách rời nhau
- Từ thiết kế đến hoàn thiện không quá khó khăn và phức tạp
Nhược điểm của công nghệ xử lý nước thải mạ kẽm
- Cần phải có chuyên môn vận hành tự động để điều khiển được hệ thống nếu sử dụng các dòng thiết bị tự động
- Chất lượng nước thải đầu ra có thể bị ảnh hưởng bởi một trọng các quá trình trong các bước nếu vận hành và thao tác không đúng cách
- Lượng bùn thải vẫn còn lẫn các loại kim loại nặng và cần được xử lý triệt để
Trên đây là toàn bộ bài viết về nước thải mạ kẽm nói riêng và nước thải công nghiệp ngành xi mạ nói chung. Ngày nay các thiết bị phục vụ cho đường ống, xây dựng, sinh hoạt đều sử dụng các loại vật liệu mạ bởi tính thẩm mỹ và độ bền cao. Đa số hiện nay các đường ống, phụ kiện đường ống, ống thép, kết cấu thép…đều sử dụng các loại vật liệu thép mạ trong quá trình xây dựng. Chính vì vậy ngành công nghiệp xi mạ ngày càng phát triển và mở rộng kéo theo nước thải từ các hoạt động này cũng là vấn đề cần quan tâm và phải được xử lý thật sự tốt trước khi đưa ra môi trường
Cảm ơn các bạn đã quan tâm và theo dõi bài viết. Hẹn gặp lại ở các bài viết tiếp theo
