Đề tài Nghiên cứu công nghệ xử lý nước thải mạ điện chứa Crôm bằng mô hình vật lý tại công ty dụng cụ cơ khí xuất khẩu Hà Nội

Mở đầu Cùng với quá trình mở cửa về kinh tế xã hội, nền kinh tế Việt Nam hiên nay đã đạt được những kết quả đáng khích lệ. Tuy nhiên việc phát triển nhanh về kinh tế trong giai đoạn hiện nay và quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước trong những năm tiếp theo đã và sẽ tạo nên những hậu quả nhất định, đặc biệt là vấn đề làm suy giảm chất lượng môi trường sống. Sự xuất hiện liên tục trong những năm gần đây ở Việt Nam các khu công nghiệp mới với quy mô lớn, các nhà máy xí nghiệp đang tạo ra những bức xúc về môi trường và suy thoái nguồn tài nguyên thiên nhiên. Đặc biệt là môi trường nước là một trong những môi trường quan trọng nhất, sau môi trường không khí. Chính vì vậy việc bảo vệ và giữ gìn để môi trường nước không bị ô nhiễm là nhiệm vụ quan trọng không chỉ của riêng ai. Có nhiều nội dung trong việc bảo vệ và chống ô nhiễm môi trường nước, nhưng trước hết là phải xử lý các nguồn nước thải của sản xuất công nghiệp, trong đó có nước thải của công nghiệp mạ điện trước khi đổ vào hệ thống thải chung của thành phố. Nguồn nước thải của công nghiệp mạ điện chứa nhiều kim loại nặng gây ô nhiễm như crôm, kẽm, niken, đồng ...là một trong những vấn đề đang được quan tâm cả về mặt kinh tế kỹ thuật và môi trường. Ngày nay trên thế giới đã có nhiều phương pháp xử lý nước thải được đưa ra: Phương pháp hoá học, phương pháp trao đổi ion, phương pháp thẩm thấu ngược, phương pháp khử kết tủa... Nhưng khả năng áp dụng phương pháp này vào xử lý nước thải ở những nước đang phát triển như nước ta còn rất hạn chế vì giá thành để xử lý các chất gây ô nhiễm thường khá cao làm cho giá thành sản phẩm công nghiệp tăng quá mức thị trường có thể chấp nhận được, các cơ sở chưa có nhận thức đúng về vấn đề xử lý chất ô nhiễm, chưa đầu tư vốn để đổi mới công nghệ và thiết bị cho thích hợp nhằm giảm chất gây ô nhiễm môi trường. Sau khi có luật môi trường cùng với các cơ quan chức năng quản lý và bảo vệ môi trường đã thi hành những chính sách nghiêm khắc nên một số cơ sở mạ điện thuộc các doanh nghiệp nhà nước ở Hà Nội trong mấy năm qua đã xây dựng các trạm xử lý nước thải mạ điện. Đặc biệt là công ty dụng cụ cơ khí xuất khẩu đã ý thức được vấn đề trên, nên ngay từ những năm 1996 - 1997 đã đầu tư hơn 500 triệu đồng xây dựng trạm xử lý nước thải mạ điện, chất lượng nước sau xử lý đã đạt tiêu chuẩn cho phép TCVN 5945 - 1995. Tuy vậy, do năng xuất sản phẩm mạ từ đó đến nay tăng nên rất nhiều, các thiết bị xử lý trở nên cũ kỹ và lạc hậu các thông số đầu vào thay đổi, nên thành phần kim loại nặng gây độc hại ( chủ yếu là Cr+6 ) trong nước thải đã tăng lên nhiều lần. Thành phần Cr+6 trong nước thải đã xử lý vẫn lớn hơn hàng trục lần so với tiêu chuẩn cho phép. Trước tình hình đó, những người làm công tác xử lý, các cán bộ quản lý môi trường, cán bộ quản lý sản xuất phải thống nhất đưa ra một giải pháp hữu hiệu đảm bảo mức độ thải theo tiêu chuẩn cho phép. Có như vậy mới duy trì được vai trò của công nghiệp mạ điện và tính khả thi của luật môi trường. Mục đích đặt ra của khoá luận nằm trong nội dung cụ thể như sau: " Nghiên cứu công nghệ xử lý nước thải mạ điện chứa Crôm bằng mô hình vật lý tại công ty dụng cụ cơ khí xuất khẩu Hà Nội". Yêu cầu đặt ra phải đảm bảo về mặt kỹ thuật và kinh tế: - Kỹ thuật đảm bảo mức thải theo tiêu chuẩn qui định của môi trường, phù hợp với hiện trạng công nghệ của công ty. - Về kinh tế : chọn giải pháp phù hợp với thực tế của công ty và tính kinh tế hiện nay của nước ta. Bảo vệ môi trường gắn liền với phát triển kinh tế xong cần phát triển kinh tế để có điều kiện bảo vệ môi trường. Nội dung nghiên cứu chính của khoá luận gồm. Chương 1: Tổng quan về nước thải công nghiệp mạ điện và phương pháp xử lý. Chương 2 : Phương pháp nghiên cứu triển khai công nghệ xử lý Chương 3 : xây dựng mô hình vật lý nghiên cứu xử lý nước thải mạ điện chứa Cr+6 tại công ty dụng cụ cơ khí xuất khẩu Hà Nội. Kết luận và kiến nghị. Trong thời gian ngắn, vấn đề cần xem xét lại rộng, yêu cầu tổng hợp kiến thức trong nhiều lĩnh vực nên nội dung khoá luận chỉ mang tính chất nghiên cứu về mặt lý thuyết nhằm đưa ra những ý kiến bổ xung những khẳng định thực tế cho quá trình vận hành công nghệ xử lý nước thải. Hy vọng rằng trên cơ sở của trạm xử lý đã có cùng với kết luận nêu ra, nước thải sau khi xử lý đạt chất lượng tốt hơn. Để khảo sát đầy đủ và toàn diện nhằm tối ưu hoá các thông số công nghệ của quá trình xử lý cần phải có những nghiên cứu tiếp theo. Chương 1 Tổng quan về nước thải công nghiệp mạ điện và phương pháp xử lý. 1.1. Công nghiệp mạ điện trong nên kinh tế quốc dân. Công nghiệp mạ điện là một trong những lĩnh vực công nghệ bề mặt quan trọng, làm thay đổi bề mặt vật liệu. Mạ điện dùng để bảo vệ kim loại, chống ăn mòn kim loại làm cho chi tiết có được tính chất cơ lý tốt hơn: Tăng độ cứng bề mặt chống ăn mòn, tăng tính thẩm mỹ... Trong những năm gần đây, trên thế giới cũng như trong nước, nhu cầu về mạ điện ngày càng tăng cao. Sản phẩm mạ có mặt trong hầu hết các ngành: Công nghệ chế tạo máy, thiết bị vô tuyến viễn thông, thiết bị y tế và đồ dùng sinh hoạt... Năng suất chất lượng, giá thành và các chất thải của công nghiệp mạ nói chung rất khác nhau phụ thuộc vào từng qui trình công nghệ riêng biệt. Muốn nâng cao năng suất mạ điện thường người ta tập chung vào các hướng sau: - Tăng cường độ của quá trình mạ. - Dùng chất mạ bóng để giảm bớt nhân công, tiết kiệm kim loại. - Thay thế các dung dịch rẻ hơn hoặc ít gây độc hại. - Chế tạo các lớp mạ đặc biệt. - Cơ khí hoá và tự động hoá. Phần lớn các cơ sở mạ điện ở nước ta đều có qui mô nhỏ, tập chung ở các thành phố lớn, sản phẩm chủ yếu được mạ là Crôm, Đồng, Niken, Bạc... Hà Nội có các nhà máy có phân xưởng mạ điện : Công Ty DCCKXK, Công ty khoá Việt Tiệp, Công ty khoá Minh Khai, nhà máy kim Hà Nội, nhà máy xe đạp Thống Nhất... ở các cơ sở này tuy lượng nước thải và tải lượng các dòng không lớn song do tính chất lạc hậu của công nghệ, nồng độ các chất gây ô nhiễm cao nên đã gây ô nhiễm nước cục bộ. Trong quá trình sản xuất, các ion kim loại nặng tích tụ dần gây độc nặng trong nước. Các ion kim loại đọng lại ở catôt trong quá trình rửa điện cực, quá trình di chuyển ion kim loại trong dung môi điện phân cũng đi vào nước thải. Mạ Crôm nhằm tạo ra lớp Crôm dễ thụ động hơn trên bề mặt các chi tiết mạ, hình thành lớp màng ôxít mỏng chống ăn mòn tốt. Mạ Niken tạo lớp kim loại bền vững để bảo vệ các chi tiết máy. 1.2. Đặc tính chung của nước thải công nghiệp mạ điên. 1.2.1 Các thành phần đặc trưng của nước thải công nghiệp mạ điện Nước thải của các nhà máy cơ khí thông thường chỉ bao gồm các loại dầu mỡ dung môi. Nhưng nếu có thêm phân xưởng mạ điện thì việc ô nhiễm nước bởi các kim loại nặng như Niken, Crôm, độ pH thấp có trong nước thải là một vấn đề quan trọng. Căn cứ vào sơ đồ công nghệ của một phân xưởng mạ điện (Hình 1.1) [1] ta thấy ô nhiễm nước thải do nhiều nguyên nhân xuất phát từ những công đoạn khác nhau. Do vậy nước thải nói chung bao gồm rất nhiều thành phần hỗn hợp như: Xianua, Crôm, Niken, Đồng, Kẽm... và các hợp chất của Kẽm, dầu mỡ cũng là loại nước thải độc hại. Trong đó độc nhất phải kể đến Cr+6. Muốn xử lý có hiệu quả cao người ta phải thu gom, tách dòng theo từng công đoạn, từng trường hợp cụ thể mà lựa chọn phương pháp xử lý thích hợp nhất. Thành phần Xyanua (CN - ) ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống con người, thậm chí ở nồng độ rất thấp trong nước cũng gây ảnh hưởng rất lớn đến tính mạng. Phương pháp mạ có chứa Xyanua rất độc, do đó có thể khử bỏ trực tiếp sau khi thải. Ngày nay người ta thường không dùng hợp chất Xyanua khi mạ vì nó có tính độc hại cao. Trong dây truyền của Công Ty DCCKXK cũng không dùng Xyanua khi mạ. - Nước thải có tính axit trong quá trình tẩy rửa kim loại thì xử lý bằng phương pháp trung hoà. - Nước thải chứa Crôm từ các bể mạ kim loại giống như Xyanua, Crôm có độc tính cao thậm chí nồng độ thấp cũng đọng lại trong cơ thể gây các bệnh viêm da, loét dạ dầy, nhiễm độc mãn tính. Do đó cần được tách riêng và xử lý triệt để. - Thông thường độ pH của nước thải là chỉ tiêu quan trọng để đánh giá nước thải sản xuất. Theo độ ăn mòn người ta phân ra các loại nước thải như sau: + ít ăn mòn : Có tính axit yếu pH = 6ữ6,5, tính kiềm yếu PH từ 8 ữ 9 + Ăn mòn mạnh: Có tính axit mạnh pH 9 Ngoài ra người ta còn xét đến các yếu tố nhiệt độ, tốc độ nước di chuyển trong quá trình mạ ảnh hưởng trực tiếp đến thành phần của nước thải công nghiệp mạ điện. Cạo lớp sơn mạ cũ, cạo rỉ Mài nhẵn đánh bóng Khử dầu mỡ làm sạch bằng pp hoá học, điện Mạ đồng Vật cần mạ Bụi rỉ Bụi kim loại Hơi dung môi. Nước thải chứa dầu mỡ. Hơi axit. Nước thải có tính axit, kiềm. HCl, H2SO4, NaOH Xăng, dung môi CN-, muối đồng H2SO4, CrO3 Mạ Crôm Ni2+,axit Mạ Niken Nước thải có chứa axit, CN-, kim loại nặng. Chất mạ bóng NiSO4, H3BO3 Hinh 1.1: Sơ đồ công nghệ với các dòng thải của quá trình mạ điện 1.2.2. Đặc tính của nước thải công nghiệp mạ điện. Theo số liệu thống kê của Burford và Masselli nồng độ của các ion trong bể mạ của các nhà máy trên thế giới . Bảng 1.1:Nồng độ các ion trong nước thải công nghiệp mạ điện . {5} Nhà máy PH Cu(g/m3) Fe(g/m3) Ni(g/m3) Zn(g/m3) Cr(g/m3) CN(g/m3) Cr+6 Cr tổng A 3,2 16 11 0 0 0 1,0 6 A 10,4 19 3 0 0 0 0,5 14 B 4,1 58 12 0 0 204 246 0.2 C 2,8 11 0,2 3 7 1,2 D 2,0 300 10 0 8,2 0 0 0,7 E 2,4 35 8 555 612 1,2 E 10,7 14 4 19 32 39 2,0 F 10,5 6 2 25 29 10 G 11,3 18 18 26 36 15 G 11,9 23 21 32 95 13 Từ bảng trên ta thấy đặc tính của nước thải công nghiệp mạ điện của các nhà máy trên thế giới không ổn định, Các cơ sở có sự chênh lệch rất lớn về độ pH. Cho đến nay nhu cầu về sản phẩm mạ điện ngày càng tăng do chính sách nội địa hoá các chi tiết, phụ tùng của các cơ sở sản xuất và lắp ráp ôtô, xe máy trên toàn quốc. Tuy nhiên phần lớn các cơ sở mạ điện trong nước ta chỉ có quy mô vừa và nhỏ , tập trung ở một số thành phố lớn : Hà Nội, Hồ Chí Minh, Hải Phòng...Nhưng phần lớn các cơ sở mạ chưa tiến hành xử lý nước thải theo quy trình công nghệ nghiêm ngặt, nếu có thì trang thiết bị cũng cũ kỹ, lạc hậu, nên dòng thải sau xử lý vẫn chưa đảm bảo tiêu chuẩn cho phép. Từ sơ đồ công nghệ mạ điện ở hình 1.1, qua thực tế ở Công Ty DCCKXK, ta thấy rằng: Lưu lượng nước thải của phân xưởng mạ điện này không lớn lắm do năng xuất mạ nhỏ, nhưng nồng độ của các chất độc hại gây ô nhiễm ở dòng thải cao, đặc biệt là ion Cr+6, gây ô nhiễm cục bộ nguồn nước các khu vực dân cư gần các nhà máy cũng như ao hồ, hủy diệt sinh vật cá, tôm. Nước thải thay đổi theo thời gian. Hiện nay ta chưa có số liệu cụ thể về thành phần cũng như tính chất của nước thải công nghiệp mạ điện trên phạm vi cả nước. Nhưng ở khu vực Hà Nội thì từ khảo sát của trung tâm khoa học và công nghệ môi trường ĐHBK Hà Nội có các số liệu ở bảng 1.2. Bảng 1.2 : Kết quả khảo sát nước thải phân xưởng mạ tại một số nhà máy ở HN. Địa điểm Lượng nước thải(m3/ngày) Hàm lượng Cr+6 (mg/l) Hàm lượng Ni+2 (mg/l) công ty dcck 80 1,1ữ 6,6 0,1 ữ 0,45 Nhà máy cơ khí chính xác 10 0,21 ữ 14,8 0,5 ữ 20,1 Nhà máy khoá Minh Khai 70 5 ữ 20 0,1 ữ 48 Công ty điện cơ thống nhất 20 3 ữ 10 0,2 ữ 6,05 Nhà máy kim Hà Nội 20 18,6 ữ 5,1 1 ữ 18,6 Từ bảng 1.2 ta nhận thấy : - Thành phần nước thải đều có sự chênh lệch rất lớn và không ổn định, phụ thuộc vào từng điều kiện sản xuất và qui trình công nghệ cụ thể của các cơ sở sản xuất. - Do sử dụng nhiều loại hoá chất có chứa các ion kim loại nặng trong quá trình công nghệ nên độc tính của nước thải mạ điện thể hiện qua hàm lượng ion kim loại nặng như Cr+6, Ni+2 ... cao hơn nhiều lần so với TCCP. - Các phân xưởng mạ điện ở Hà Nội đã có hệ thống xử lý nước thải nhưng chưa chú trọng đến các thông số công nghệ của quá trình xử lý và điều chỉnh chúng cho phù hợp để đảm bảo các thông số nước thải sau xử lý đạt TCCP. Phân tích cụ thể nước thải của Công Ty DCCKXK cho các kết quả ở bảng 1.3. Bảng 1.3 : kết quả phân tích các chỉ tiêu mẫu nước thải Công Ty DCCKX STt ngày tháng năm Các chỉ tiêu phân tích nước thải Q (m3/ngày) PH COD (mg/l) N - NH3 (mg/l) Tổng N (mg/l) SS (mg/l) VSS (mg/l) Cr+6 (mg/l) Ni (mg/l) 1 01/03/1994 118,5 7,4 695 2,73 2,73 13 9 1,1 0,4 2 03/03/1994 92 6.99 384 1,70 2,8 28 5 1,14 0,38 3 08/03/1994 122 7,62 902 2,73 5,56 27 2 1,1 0,4 4 10/03/1994 115 7,16 614,4 2,73 4,1 18 2 3,1 0,3 5 15/03/1994 120 7,45 789 2,73 6,8 16 5 2,9 0,1 6 17/03.1994 112 7,15 863 0 0 24 10 6,6 0,33 7 22/03/1994 93 6,81 384 5,46 2,2 31 13 5,55 0,37 8 24/03/1994 107 7,62 462 0 6,8 69 37 6,15 0,4 9 29/03/1994 125 7,67 744 0 9,5 28 8 4,35 0,3 10 31/0301994 131 7,2 379,4 3,46 8,2 8 6 4,4 0,45 11 05/04/1994 120 7,58 1384 2,73 15,4 9 4 4,0 0,1 12 07/04/1994 128 7,75 1190 0 0 5 4 4,4 0,44 13 12/04/1994 136 7,67 1488 8,42 19,6 12 7 4,95 0,33 14 14/04/1994 139 7,94 1116 5,62 14,0 38 31 2,0 0,04 Giá trị trung bình 120,5 7,6 795 2,9 6 19 7,2 3,8 0,34 Từ bảng 1.3 ta thấy lượng nước thải chứa các ion kim loại nặng cần xử lý tại Công Ty DCCKXK tương đối lớn (120m3/ngày). Nhưng hàm lượng các ion kim loại nặng trong nước thải mặc dù cao hơn TCCP nhưng vẫn chưa phải là quá lớn. Trên cơ sở phân tích dòng thải riêng biệt tại phân xưởng mạ, lượng nước thải cùng loại đã được dẫn theo các đường ống riêng biệt thuận tiện cho công việc xử lý sau này. Bảng 1.4:Kết quả phân tích thành phần tính chất nước thải phân xưởng mạ điện tại Công Ty DCCKXK tháng 12 năm 1995 và tháng 1 năm 1996 [1]. Chỉ tiêu điểm N1 điểm N2 điểm N3 điểm N4 điểm N5 PH 5,5 -6,5 6,7 - 8,0 5,8 - 7,5 6,7 - 7,5 6,2 - 7,2 COD (mg/l) 80 – 120 75 - 130 80 - 195 290 - 450 300 - 500 sắt tổng số (mg/l) 0,8 – 12 0,9 - 18 0,9 - 25 0,2 - 1,0 0,4 - 1,4 Ni (mg/l) 0,2 - 0,5 1,5 - 8,5 0,5 - 0,8 0,2 - 0,6 0,2 - 0,7 Cr (VI) (mg/l) 0,4 - 1,5 Cr tổng số (mg/l) 0,5 - 2,5 0,1 - 0,2 0,1 - 0,2 0,05 0,1 - 0,9 SO42- (mg/l) 12 – 18 18 - 32 15 - 40 12 - 18 16 - 28 Trong bảng 1 - 4 được lấy mẫu tại 5 điểm. Tại cửa xả dòng Crôm (N1), tại cửa xả dòng Ni (N2), cửa xả dòng axit (N3), trong mương thoát nước khu vực, trước điểm xả nước thải chung của nhà máy 30m (N4) và phía sau điểm xả chung của nhà máy cách 50m (N5). Sơ đồ lấy mẫu được nêu ở hình 1-2 [2]. Mẫu được lấy tổng hợp trong một ca sản xuất. Một số chỉ tiêu như pH, độ dẫn điện, ôxi hoà tan, nhiệt độ ... được đo ngay tại hiện trường khi lấy mẫu các chỉ tiêu khác như COD, Cr(VI), Ni, Fe ... được xác định tại phòng thí nghiệm môi trường nước và phòng thiết bị hấp thụ nguyên tử trung tâm kỹ thuật môi trường đô thị và khu công nghiệp. .N2 Mương khương thượng Phân xưởng mạ điện Dòng axit Dòng Ni Dòng Cr .N3 .N3 .N3 .N1 .N4 .N5 Hinh 1.2: Sơ đồ vị trí lấy mẫu, phân tích nước thải mạ điện Công Ty DCCKXK. Kết quả phân tích cho thấy nước thải bị nhiễm bẩn nặng, các chỉ tiêu ô nhiễm đặc trưng vượt quá nồng độ giới hạn cho phép theo TCVN 5945 - 1995 nhiều lần. Trong tình trạng sản xuất, chế độ dùng nước và xả nước ảnh hưởng nhiều đến thành phần tính chất của nước thải. Các loại nước thải này ảnh hưởng rõ rệt đến chất lượng nước trong mương Khương Thượng (N4 và N5). Xem xét các kết quả nghiên cứu nước thải tại phân xưởng Công Ty DCCKXK chúng ta nhận thấy các thông số công nghệ ảnh hưởng trực tiếp tới quá trình xử lý như lưu lượng, hàm lượng, các chỉ tiêu thành phần nước thải dao động rất nhiều. Hiện nay công ty đã thiết kế công nghệ xử lý nước thải. Tuy vẫn còn hạn chế ảnh hưởng đến hiệu xuất làm việc, các thông số công nghệ điều chỉnh, các quá trình xử lý nước thải chưa đạt tối ưu. Do đó cần có giải pháp tốt nhất về công nghệ để xử lý đạt tiêu chuẩn và bảo đảm tính kinh tế. 1.3. ảnh hưởng của nước thải mạ điện đối với môi trường và tiêu chuẩn của dòng thải. 1.3.1 ảnh hưởng của nước thải mạ điện tới môi trường. Nước thải công nghiệp mạ điện do có các độc tính cao nếu không xử lý tốt sẽ gây tác hại đối với môi trường nói chung và con người nói riêng. Những tác nhân chính gây ô nhiễm nguồn nước mặt. - Kim loại nặng (Cd, Zn, Pt, Hg, Cu, Cr, Ni ...). - Chất hữu cơ tổng hợp ( bảo vệ thực vật, dầu mỡ, dung môi ... ). - Loại khí độc (H2S, NH3, Cl2, NO, SO2 ...). - Anion độc hại ( Xyanua, sunfua, florua, photphat ...). - Axit kiềm. Các chất gây độc hại ở trên không những ảnh hưởng trực tiếp mà chúng còn gián tiếp gây độc thông qua chu trình chuyển hoá trong tự nhiên. Nước thải mạ điện có nồng độ các chất hại khá lớn gây ô nhiễm môi trường chủ yếu trên các mặt sau: - ảnh hưởng trực tiếp đến sức khoẻ con người. Các ion kim loại nặng Pt, Cu, Cr, Ni... có thể gây bệnh viêm loét dạ dày, viêm đường hô hấp, bệnh ezima, ung thư... - ảnh hưởng đến hệ sinh thái: Các thành phần kim loại nặng ảnh hưởng rất lớn tới quá trình sinh trưởng phát triển của người, động vật và thực vật. Với nồng độ đủ lớn sinh vật có thể bị chết hoặc bị thoái hoá, với nồng độ nhỏ có thể gây ngộ độc mãn tính hoặc tích tụ sinh học. - ảnh hưởng trực tiếp đối với cá và thức ăn, đầu độc các sinh vật làm mất các nguồn phù du để nuôi cá, gây bệnh cho cá và biến đổi các tính chất hoá lý của nước. Khi phân tích thành phần cơ thể của sinh vật có tiếp xúc với nước thải chứa kim loại năng. Các nhà khoa học đã khẳng định mức nước tích tụ đáng kể của các chất độc hại như vậy có thể nói nước thải mạ điện ảnh hưởng tới cả hệ sinh thái. - ảnh hưởng tới hệ thống cống thoát nước, nước ngầm, nước mặt. Nước thải công nghiệp có tính axit ăn mòn các đường ống dẫn bằng kim loại, bêtông. Mặt khác do các quá trình xà phòng hoá tạo thành váng ngăn của quá trình thoát nước và thâm nhập của oxi không khí vào nước thải, cản trở quá trình tự làm sạch. Các ion kim loại nặng khi thâm nhập vào bùn trong các mương thoát nước còn ức chế hoạt động của các vi sinh vật kị khí làm mất khả năng hoạt động hoá của bùn. - ô nhiễm nước ngầm và nước bề mặt co thể xảy ra do quá trình ngấm và chảy tràn của nước thải mạ điện. Ngoài ra con ảnh hưởng tới sản suất, chất lượng như : Làm giảm năng suất trồng và nuôi, làm hỏng đất, giảm chất lượng sản phẩm, biến đổi đến hệ sinh vật, tăng mầm bệnh. 1.3.2. Các tiêu chuẩn của dòng thải. Nước thải mạ điện không xử lý chắc chắn sẽ gây ra nhiều tác hại cho con người và môi trường. Nhằm đảm bảo sự phát triển bền vững của môi trường cũng như hệ sinh thái khu vực đồng thời đảm bảo yêu cầu phát triển kinh tế, kỹ thuật, thực sự mang lại khả năng phát triển và đảm bảo tính cạnh tranh lành mạnh của các cơ sở sản xuất phải có tiêu chuẩn cụ thể về dòng thải có tính chất pháp lý đứng trên quan điểm phát triển toàn diện và cụ thể. Các tiêu chuẩn về dòng thải công nghiệp mạ điện đối với các nước phát triển như Mỹ, Anh, úc, có thể xem trong bảng 1.3 phụ lục 1. Trong TCVN về nước thải công nghiệp đã qui định các thông số và nồng độ chất ô nhiễm cụ thể có tính chặt chẽ và khá chi tiết xem bảng 1.1 phụ lục 1. Nói chung tiêu chuẩn về nước thải công ngiệp của nước ta đã xem xét cụ thể đối với từng loại hình sản xuất, có tính chặt chẽ về pháp luật. Tuy nhiên xem xét sự tương quan về kinh tế con lạc hậu và gặp nhiều khó khăn so với nước có nền kinh tế phát triển ta nhận thấy: - Nồng độ các chất ô nhiễm chính trong dòng nước thải công nghiệp mạ điện như : Crôm, Niken, kẽm, Xyanua... của nước ta là thấp, thấp hơn hai lần so với tiêu chuẩn của Mỹ, như vậy nó đã tác động trực tiếp và gây khó khăn đối với những cơ sở có phân xưởng mạ. - So với tiêu chuẩn của Thái Lan bảng 1.2 phụ lục 1 thì tiêu chuẩn của nước ta tương đối cụ thể hơn, đã quan tâm đến đặc tính sản xuất nhỏ và lạc hậu của công nghiệp mạ điện Việt Nam. Để tiêu chuẩn dòng thải của Việt Nam có sự hợp lý và cụ thể đối với kinh tế nước ta hiện nay thì cần phải có sự phối hợp giữa các cơ quan quản lý, nghiên cứu môi trường với các cơ sở sản xuất. Như vậy vừa đảm bảo quyền lợi của doang nghiệp có phân xưởng mạ vừa đảm bảo luật môi trường được chấp hành nghiêm chỉnh. Theo tài liệu tiểu ban kỹ thuật môi trường I hội nghị khoa học công nghệ lần thứ XII - Hà Nội 2/1998, nước thải quá trình mạ điện Công Ty DCCKXK có pH thấp chứa nhiều kim loại nặng đặc biệt là Crôm, Niken. Để đảm bảo an toàn cho nguồn nước và sức khỏe của nhân dân trong khu vực, đồng thời tạo mọi điều kiện cho nhà máy hoạt động ổn định lâu dài, chấp hành luật BVMT, Công Ty DCCKXK đã tiến hành xây dựng trạm xử lý nước thải theo kết quả nghiên cứu của trung tâm kỹ thuật và môi trường đô thị công nghiệp ( trường đại học xây dựng ). Nước thải sau quá trình xử lý đảm bảo tiêu chuẩn xả vào nguồn nước mặt loại B theo qui định TCVN 5945 - 1995. Bảng 1.5 Hiệu quả xử lý nước thải phân xưởng mạ điện Công Ty DCCKXK, cơ quan phân tích : Công ty tư vấn cấp thoát nước và môi trường VN 01 - 06 - 1997. Chỉ tiêu nước thải chưa xử lý nước thải sau xử lý Tiêu chuẩn nước thải loại B Nước Crôm Nước Niken PH 3,45 7,2 8,38 5 - 9 Ni (mg/l) - 4,95 0,87 1 Cr (VI) (mg/l) 0,62 - 0,09 0,1 Cr tổng (mg/l) 1,9 - - 0,79 COD (mg/l) 189 243 89 100 cặn SS (mg/l) 143 63 91 100 Các công trình xử lý nước thải được vận hành đơn giản, giá thành xây dựng thấp chi phí hoá chất không cao và đã được sở KHCN môi trường Hà Nội thoả thuận môi trường số 780/ KHCNMT ngày 10 / 06 / 1997 cho phép chính thức đưa vào hoạt động. 1.4. Các phương pháp xử lý nước thải công nghiệp mạ điện. Vấn đề xử lý môi trường nói chung cũng như xử lý nước thải nói riêng mang lại lợi ích nhiều mặt cho xã hội và cộng đồng như tự đơn vị sản xuất kinh doanh lại phải bỏ tiền ra chi phí cho việc xử lý này và tất cả đều phải tính vào giá thành sản phẩm. Do đó phương pháp xử lý nào đưa ra công nghệ và thiết bị xử lý phù hợp, chi phi ít ,dễ điều khiển các thông số công nghệ thì sẽ được chấp nhận. Còn ngược lại đó là phương pháp chỉ dùng trong nghiên cứu, thử nghiệm, chưa có tính khả thi cao,nhất là đối với những nước chậm phát triển như nước ta. Hiện nay người ta đã và đang sử dụng nhiều phương pháp xử lý khác nhau nhưng nhìn chung có thể tổng kết lại một số phươg pháp chính như: phương pháp hoá học ,điện hoá, hấp phụ,trao đổi ion,cơ học,sinh học. 1.4.1. Phương pháp hoá học. Phương pháp này dựa trên các phản ứng oxy hoá khử,trung hoà, keo tụ, kết tủa... làm cho các chất độc hại bị biến đổi thành chất độc hay không độc và tách khỏi dòng nước thải. Tuỳ thuộc vào lưu lượng nước thải mà tiến hành xử lý ngay tại chỗ hay cho cả phân xưởng hoặc cả nhà máy. Cũng như chọn thiết bị tuần hoàn hay gián đoạn. Phương pháp này có hiệu quả cao khi nồng độ tạp chất trong nước thải lớn từ 50-70 lần đến 200 - 1000 mg/l. Có khả năng khử hết các chất độc hại phức tạp nhất, ít nhậy với hợp chất hữu cơ, dầu mỡ, chất cơ học... Sử dụng lại Thải ra cống Nước thải ra bãi 12 11 Nước kiềm axit Nước Crôm Nước xianua Dung dịch kiềm, axit cũ, hỏng 6 9 2 3 4 5 7 8 1 13 15 14 10 Nhưng nước sau khi xử lý không dùng ngay được (qua một lần xử lý khác nữa). Căn cứ theo tài liệu [3] ta có sơ đồ xử lý ở hình 1.4 Hình 1.4: Sơ đồ nguyên tắc công nghệ làm sạch nước thải của xưởng mạ theo phương pháp hoá học. 1. Bể khử độc trong nước thải xyanua. 9. Cấp vôi hay kiềm mới. 2. Bể chứa dung dịch xyanua hỏng. 10. Bể làm sạch nước thải Crôm 3. Trạm cân đong chất oxi hoá. 11. Bể làm sạch nước kiềm - axit 4. Bể chứa dung dịch Crôm hỏng. 12. Lắng gạn. 5. Trạm cân đong chất khử. 13. Trạm làm sạch thêm. 6. Cấp axit mới. 14. Máy nén bùn. 7. Chứa dung dịch axit thải. 15. Trạm khử nước. 8. Chứa dung dịch kiềm thải Phương pháp hoá học bao gồm : phương pháp đông tụ, trung hoà và khử kết tủa. Trong đó có phương pháp trung hoà và kết tủa được ứng dụng thực tế còn phương pháp đông tụ chưa được ứng dụng rộng rãi, các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật còn thấp, triển khai công nghệ khó khăn, có nhiều thông số nên khó điều khiển phương pháp này chỉ tiến hành để thí nghiệm. ở Hà Nội hầu như các công ty không dùng đến vì vậy ở đây ta cũng không trình bầy một cách chi tiết. 1.4.1.1 Phương pháp trung hoà. Nước thải sản xuất của nhiều lĩnh vực công nghiệp có chứa axit hoặc kiềm. Để ngăn ngừa hiện tượng sâm thực và tránh cho các quá trình sinh hoá trong bể mạ, người ta phải tiến hành trung hoà cac loại nước thải đó, làm cho một số muối kim loại nặng lắng xuống và tách ra. Trong các loại nước thải nếu pH = 6,5 á 8,5 thì được coi là đã trung hoà . Có nhiều phương pháp trung hoà như:trung hoà bằng cách trộn trực tiếp nước thải chứa axit và kiềm . Trong bể mạ chủ yếu là có chứa axit nên khi trung hoà cần cho thêm kiềm, để trung hoà các loại axit vô cơ có thể dùng bất kỳ loại kiềm nào có ion OH , để trung hòa các loại axit hữu cơ thường dùng vôi tôi ( từ 5 á10%) hoặc dung dịch vôi tôi với nước amôniac NH4OH 25% sẽ tạo thêm điều kiện cho quá trình sinh hoá giảm được lượng cặn vôi. Trong bể mạ điện sau khi khử các ion kim loại nặng thì nước thải còn lại chứa axit mạnh (H2SO4, HNO3), các phản ứng đặc trưng là : H2SO4 + Ca(OH)2 = CaSO4 + 2H2O H2SO4 + CaCO3 = CaSO4 + CO2 + H2O H2SO4 + NaOH = NaHSO4 + H2O NaHSO4 + NaOH = Na2SO4 + H2O Theo tài liệu [4] ta có sơ đồ