Đang tải... (xem toàn văn)
Công nghệ xử lý nước thải xi mạ Công nghệ xử lý nước thải xi mạ Công nghệ xử lý nước thải xi mạ Công nghệ xử lý nước thải xi mạ Công nghệ xử lý nước thải xi mạ Công nghệ xử lý nước thải xi mạ Công nghệ xử lý nước thải xi mạ Công nghệ xử lý nước thải xi mạ Công nghệ xử lý nước thải xi mạ Công nghệ xử lý nước thải xi mạ Công nghệ xử lý nước thải xi mạ Công nghệ xử lý nước thải xi mạ
Công nghệ xử lý nước thải xi mạ Lớp 10CDMT1 Nhóm MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH NGHIÊN cúu Tổng quan nước thải xi mạ D ây chuyền công nghệ chung công nghệ xi mạ L ưu lượng thành phần, tính chất nước thải: .5 Cân vật chất CHƯƠNG II: TỔNG QUAN CÁC CÔNG NGHỆ xử LÝ Phương pháp kết tủa: P hương pháp trao đổi ion: Phương pháp điện hóa: Phương pháp sinh học: CHƯƠNG III: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ xử LÝ 10 Thành phần tích chất nước thải 10 Công nghệ xử lý ương nước 11 GVHD: Đào Minh Trung Trang Công nghệ xử lý nước thải xi mạ Lớp 10CDMT1 Nhóm Cơng nghệ xử lý ương nước 11 a S đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải mạ .11 b T huyết minh sơ đồ công nghệ 11 C.ƯU nhược điểm công nghệ: .13 C ơng nghệ xử lý ngồi nước 13 a S đồ công nghệ hệ thống xử lý 13 b T huyết minh công nghệ xử lý 14 c Ư u nhược điểm công nghệ 15 Đe xuất công nghệ 16 GVHD: Đào Minh Trung Trang Công nghệ xử lý nước thải xi mạ Lớp 10CDMT1 Nhóm a S đồ công nghệ hệ thống xử lý 16 b T huyết minh công nghệ xử lý 18 c Ưu nhược điểm công nghệ 19 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 20 Ket luận 20 Kiến nghị .20 TÀI LIỆU THAM KHẢO .21 LỜI MỞ ĐÀU Tại TP.HCM, Bình Dương Đồng Nai, kết phân tích chất lượng nước thải nhà máy, sở xi mạ điển hình địa phương cho thấy, hầu hết sở không đạt tiêu chuẩn nước thải cho phép: hàm lượng chất hữu cao, tiêu kim loại nặng vượt nhiều lần tiêu chuẩn cho phép, COD dao động khoảng 320-885 mg/lít thành phần nước thải có chứa cặn sơn, dầu nhớt Hơn 80% nước thải nhà máy, sở xi mạ không xử lý Chính nguồn thải gây ô nhiễm nghiêm trọng đến môi trường nước mặt, ảnh hưởng đáng kể chất lượng nước sơng Sài Gịn sơng Đồng Nai Ước tính, lượng chất thải loại phát sinh ngành công nghiệp xi mạ năm tới lên đến hàng ngàn năm GVHD: Đào Minh Trung Trang Công nghệ xử lý nước thải xi mạ Lớp 10CDMT1 Nhóm Cùng với phát triển mạnh mẽ q trình cơng nghiệp hố đất nước, chất thải cơng nghiệp ngày gia tăng khối lượng, đa dạng chủng loại, địi hỏi phải có nhận thức đắn đầu tư thích đáng cho vấn đề xử lý Hiện tại, tập trung phát triển ngành cơng nghiệp phụ trợ, kỳ vọng đặc biệt vào ngành gia công kim loại Do vậy, nhu cầu gia công mạ kim loại ngày lớn từ việc xử lý chất thải gia cơng mạ - yếu tố có nhiều khả phá hủy môi trường, cần thiết cần giải triệt để CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH NGHIÊN cứu Tổng quan nước thải xỉ mạ Nước thải ngành xi mạ phát sinh không nhiều, nồng độ chất hữu thấp hàm lượng kim loại nặng lại cao Chúng độc chất tiêu diệt sinh vật phù du, gây bệnh cho cá biến đổi tính chất lý hố nước, tạo tích tụ sinh học đáng lo ngại theo chiều dài chuỗi thức ăn Ngồi cịn ảnh hưởng đến đường ống dẫn nước, gây ăn mòn, xâm thực hệ thống cống rãnh, ảnh hưởng đến chất lượng trồng, vật nuôi, canh tác nơng nghiệp, làm thối hố đất chảy tràn thấm nước thải GVHD: Đào Minh Trung Trang Nước thải từ trình xi mạ kim loại, khơng xử lý, qua thời gian tích tụ đường trực tiếp hay gián tiếp tồn đọng thể người gây bệnh nghiêm trọng viêm loét da, viêm đường hô hấp, eczima, ung thư, Công nghệ xử lý nước thải xi mạ Lớp 10CDMT1 Nhóm Dây chuyền công nghệ chung công nghệ xỉ mạ Hơi dung môi Nước thải chứa dầuTẩy dầu, mỡ Vật cần mạ Làm học Làm hoá học điện hoá NaOH, HC1, H2SƠ4 Bụi, gỉ Hơi, axit Axit, kiềm Dung môi Bụi kim loại Mài nhẵn, đánh bóng Zn(CN)2 NaCN H2S04 ZnCl2 CuS04 Chất làm ZnO H3BO3 Mạ đồng bóngMạ Niken NaOH NaCN Mạ crơm Mạ kẽm CU(CN)2 NÌSO4 Cu2+, axit Cr6+ axit Ni2+, axit GVHD: Đào Minh Trung CN', Zn2+, Axit Mạ vàng Muội Au CN", axit Muội Ag Trang Lưu lượng thành phần, tính chất nước thải: ❖ Nước thải từ xưởng xi mạ có thành phần đa dạng nồng độ pH biến đổi rộng từ axit 2-3, đến kiềm 10-11 Đặc trưng chung nước thải ngành mạ chứa hàm lượng cao muối vô kim loại nặng Tuỳ theo kim loại lớp mạ mà nguồn ề nhiễm Cu, Zn, Cr, Ni, tuỳ thuộc vào loại muối kim loại sử dụng mà nước thải có chứa độc tố xianua, sunfat, amoni, crômat, Các chất hữu có nước thải xi mạ, phần chủ yếu chất tạo bông, chất hoạt động bmặt nên BOD, COD thường thấp không thuộc đối tượng xử lý Đối tượng xử lý ion vô mà đặc biệt muối kim loại nặng Cr, Ni, Cu, Fe, ❖ Nước thải nên tách riêng thành dòng riêng biệt: - Dung dịch thải đậm đặc từ bể nhúng, bể ngâm - Nước rửa thiết bị có hàm lượng chất bẩn trung bình (muối kim loại, dầu mỡ xà phịng, - Nước rửa lỗng ❖ Đe an tồn dễ dàng xử lý, dịng axit crơmic dịng cyanide nên tách riêng Chất gây nhiễm nước thải xi mạ chia làm vài nhóm sau: o Chất ô nhiễm độc cyanide CN', Cr (VI), F', o Chất ô nhiễm làm thay đổi pH dịng axit kiềm o Chất nhiễm hình thảnh cặn lơ lửng hydroxit, cacbonat photphat o Chất ô nhiễm hữu dầu mỡ, EDTA ❖ Các khảo sát cho thấy trình ngành xử lý kim loại đơn giản tương tự Nguồn chất thải nguy hại phát sinh từ trình làm mát, lau rửa đốt cháy dầu Xử lý kim loại đòi hỏi số hố chất axit suníừric, HC1, xút, .để làm bề mặt kim loại trước mạ Thể tích nước thải hình thành từ cơng đoạn rửa bề mặt, làm mát hay làm trơn bề mặt kim loại lớn, gây ô nhiễm nguồn nước ảnh hưởng đến sức khoẻ cộng đồng Cân vật chất STT Đầu vào Sản phẩm Thất Đầu thoát 1Nước (30mVngđ) 2Dung môi Hơi nước Sản phẩm sau mạ Nước thải Hơi dung môi Dung môi thải 3NaOH, HC1, H2SO4(60g/l) 4Chất tẩy gỉ Hơi acid, kiềm Acid kiềm lại Bụi gỉ (1 OOkg+HCl: OOOkg/10001) 5Chất tẩy dầu mỡ(50g/l) 6Vật liệu cần mạ Dầu mỡ CHƯƠNG II: TỔNG QUAN CÁC CÔNG NGHỆ xử LÝ l Phương pháp kết tủa: Quá trình kết tủa thường ứng dụng cho xử lý nứơc thải chứa kim loại nặng Kim loại nặng thường kết tủa dạng hydroxit cho chất kiềm hóa (vơi, NaOH, Na 2C03, ) vào để đạt đến giá trị pH tưomg ứng với độ hoà tan nhỏ Giá trị pH thay đổi tuỳ theo kim loại Độ hồ tan nhỏ Crơm pH 7.5 kẽm 10.2 Ở giá trị đó, hàm lượng hồ tan tăng lên Khi xử lý kim loại, cần thiết xử lý sơ để khử chất cản trở q trình kết tủa Thí dụ nhu cyanide ammonia hình thành phức với nhiều kim loại làm giảm hiệu trình kết tủa Cyanide xử lý chlorine hố-kiềm, ammonia khử phương pháp chlorine hố điểm uốn (breakthrough point), tách khí (air stripping) phương pháp khác trước giai đoạn khử kim loại Trong xử lý nước thải cơng nghiệp, kim loại nặng loại bỏ trình kết tủa hydroxit với chất kiềm hóa, dạng sulíỉde hay carbonat Một số kim loại arsenic cadmium nồng độ thấp xử lý hiệu kết tủa với phèn nhơm sắt Khi chất lượng đầu địi hỏi cao, áp dụng q trình lọc để loại bỏ cặn lơ lửng khó lắng q trình kết tủa Đối với Crôm VI (Cr 6+), cần thiết tiến hành khử Cr 6+thành Cr3+ sau kết tủa với vơi xút Hố chất khử thơng thường cho xử lý nước thải chứa Crôm ferrous sulphate (FeS0 4), sodium-meta-bisulfỉt, sulíur dioxit Ferrous sulphate (FeS04), sodium-meta-bisulfĩt dạng rắn dung dịch S0 dạng khí nén bình chịu áp Q trình khử hiệu mơi trường pH thấp Vì hoá chất khử sử dụng thường chất mang tính axit mạnh Trong q trình khử, Fe 2+ chuyển thảnh Fe3+ Nếu sử dụng meta-bisulíĩt sulíur dioxit, ion S032" chuyển thành S042' Phản ứng tổng quát sau: Cr6+ + Fe2+ + H+ ^ Cr3+ + Fe3+ Cr6+ + Na2s203 (hoặc S02) + H+ ^ Cr3+ + S042 Cr3+ + 30H' Cr(OH)3 sl/ Trong phản ứng oxy hoá khử, ion Fe 2+ phản ứng với Cr6+, khử Cr6+ thành Cr3+ oxy hoá Fe2+ thành Fe3+ Phản ứng xảy nhanh hom pH nhỏ hom Axit thêm vào để đạt pH thích họp Sử dụng FeS04 tác nhân khử có điểm bất lợi khối lượng bùn sinh lớn cặn Fe(OH)3 tạo thành cho chất kiềm hố vào Đe thu phản ứng hồn tồn, cần thiết phải thêm lượng FeS0 dư, khoảng 2.5 lần so với hàm lượng tính tốn lí thuyết Lượng axit cần thiết cho trình khử Cr 6+ phụ thuộc vào độ axit nước thải nguyên thuỷ, pH phản ứng khử loại hoá chất sử dụng Xử lý mẻ (batch treatment) ứng dụng có hiệu kinh tế, nhà máy xi mạ có lưu lượng nước thải ngày < 100m3/ngày Trong xử lý mẻ cần dùng hai loại bể có dung tích tưomg đưomg lượng nước thải ngày Qngày- Một bể dùng xử lý, bể làm đầy Khi lưu lượng > 100m3/ngày, xử lý theo mẻ không khả thi dung tích bể lớn Xử lý dịng chảy liên tục địi hỏi bể axit khử, sau qua bể trộn chất kiềm hoá bể lắng Thời gian lưu nước bể khử phụ thuộc vào pH, thường lấy tối thiểu lần so với thời gian phản ứng lý thuyết Thời gian tạo thường lấy khoảng 20 phút tải trọng bể lắng không nên lấy > 20m3/ngày Trong trường hợp nước rửa có hàm lượng crơm thay đổi đáng kể, cần thiết có bể điều hoà trước bể khử để giảm thiểu dao động cho hệ thống châm hoá chất Phương pháp trao đỗi ỉon Phương pháp thường ứng dựng cho xử lý nước thải xi mạ để thu hồi Crôm Để thu hồi axit crômic bể xi mạ, cho dung dịch thải axit crômic qua cột trao đổi ion resin cation (RHmạnh) để khử ion kim loại (Fe, Cr3+ Al, ) Dung dịch sau qua cột resin cation quay trở lại bể xi mạ bể dự trữ Do hàm lượng Crôm qua bể xi mạ cao (105-120kg Cr0 3/m1 2), để trao đổi hiệu quả, nên pha lỗng nước thải axit crơmic sau bổ sung axit crơmic cho dung dịch thu hồi 1Phương pháp điện hóa Đối với nước thải rửa, cho qua cột resin cation axit mạnh để khử kim loại Dòng tiếp tục qua cột resin anion kiềm mạnh để thu hồi crơmat thu nước khử khống Cột trao đổi anion hồn ngun với NaOH Dung dịch qua q trình hoàn nguyên hỗn hợp Na 2Cr04 NaOH Hỗn hợp cho chảy qua cột trao đổi cation để thu hồi H2Cr04 bể xi mạ Axit crômic thu hồi từ dung dịch hồn ngun có hàm lượng trung bình từ 4-6% Lượng dung dịch thu từ giai đoạn hoàn nguyên cột resin cation cần phải trung hồ chất kiềm hố, kim loại dung dịch kết tủa lắng lại bể lắng trước xả cống phải có đủ chất dinh dưỡng (nitơ, phốtpho, ) nguyên tố vi lượng càn thiết khác cho phát triển loài thực vật nước rong tảo Phương pháp cần có diện tích lớn nước thải có lẫn nhiều kim loại hiệu xử lý CHƯƠNG III: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ xử LÝ Thành phần tích chất nước thải Nước thải từ trình xi mạ có thành phần đa dạng nồng độ pH biến đổi rộng từ - đến 10 - 11 Đặc trưng chung nước thải ngành xi mạ chứa hàm lượng cao muối vô kim loại nặng Tuỳ theo kim loại lớp mạ mà nguồn nhiễm Cu, Zn, Cr, Ni, tuỳ thuộc vào loại muối kim loại sử dụng mà nước thải có chứa độc tố xianua, sunfat, amoni, crơmat, Các chất hữu có nước thải xi mạ, phần chủ yếu chất tạo bông, chất hoạt động bề mặt nên BOD, COD thường Dựa sở q trình oxy hố khử để tách kim loại điện cực nhúng nước thải chứa kim loại nặng cho dòng điện chiều chạy qua Phương pháp cho phép tách ion kim loại khỏi nước mà không cần cho thêm hố chất, nhiên thích hợp cho nước thải có nồng độ kim loại cao (> lg/1) 2Phương pháp sinh học Dựa nguyên tắc số loài thực vật, vi sinh vật nước sử dụng kim loại chất vi lượng trình phát triển khối bèo tây, bèo tổ ong, tảo, Với phương pháp này, nước thải phải có nồng độ kim loại nặng nhỏ 60 mg/1 thấp không thuộc đối tượng xử lý Đối tượng xử lý ion vô mà đặc biệt muối kim loại nặng Cr, Ni, Cu, Fe, Stt Chì Tiêu Đơn VỊ Giá Trị QCVN 24:2009, cột B pH - 4,5 5,5-9 BOD mg/1 200 50 COD ing/1 350 100 ss mg/1 300 100 Crì* ing/1 31,4 0,1 Ci3+ mg/1 8,2 Cl- mg/1 58 600 Công nghệ xử lý nước thải xi mạ Lớp 10CDMT1 Nhóm Cơng nghệ xử lý ngồi nước Cơng nghệ xử lý nước Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải Nước thải Hố thu gom Bể phản ứng+ lắng kết họp Sân phơi bùn Bể chứa trung gian Thiết bị trao đổi ion Nước a Thuyết minh sơ đồ công nghệ GVHD: Đào N Trang 12 Nước thải từ nhà máy xi mạ thu gom lại hố thu gom Nước thải tiếp tục bơm sang bể điều hoà lưu lượng, nước thải ổn định lưu lượng, đồng thời loại bỏ lượng dầu mỡ bố trí kết hợp thiết bị vớt dầu mỡ với thời gian lưu nước 5h Sau nước thải đưa sang bể phản ứng lắng kết hợp Tại trước tiên châm dung dịch H2SO4 để hạ pH xuống 2.1-2.3 (là pH để tạo điều kiện cho q trình oxy hóa Cr 6+), sau châm FeS04 nhằm oxy hố lượng Cr6+ thảnh Cr3+, khuấy 5-10 phút với tốc độ khoảng vòng/phút, ngưng khuấy để yên 5-10 phút cho phản ứng xảy Sau châm dung dịch NaOH để tạo kết tủa Cr(OH) 3, khuấỵ 5-10 phút, tốc độ khuấy châm FeS04, sau giảm tốc độ khuấy 20 vòng/giờ để thực lắng Q trình lắng xảy vịng Phần nước qua van xả xuống bể chứa bơm qua thiết bị trao đổi ion (cột trao đổi ion) nhằm xử lý nốt ion cịn sót lại sau bể phản ứng lắng Nước từ cột trao đổi ion nước đạt tiêu chuẩn thải loại B, đưa đến nguồn tiếp nhận Côngnghệ nghệxử xửlýỷnước nướcthải thảixiximạ mạ Công Lởp 10CDMT1 10CDMT1 Lớp Nhóm44 Nhóm C.ƯU nhược điểm cơng nghệ: • Ưu điểm • Xử lý gần hiệt để amoni (NH4+), axit, crơm (Cr) • Chi phí đầu tư thấp, q trình thi cơng, lắp đặt nhanh • Nước thi sau xử lý đạt loại B ♦♦♦ • Nhượtđiểm Nhân viên vận hành cần đào tạo vận hành trạm xử lý nước thải ứng dụng hóa lý; • Chất lượng nước thải sau xử lý bị ảnh hưởng cơng trình đorn vị trạm không vận hành yêu cầu kỹ thuật; • Bùn sau q trình xử lý cần thu gom xử lý định kỳ 2.Công nghệ xử lý ngồi nước a Sơ đồ cơng nghệ hệ thống xử lý Tại Nhật Bản, công ty CP công nghiệp điện hóa Fukui cơng ty có nhiều kinh nghiệm lĩnh vực mạ kim loại Hiện nay, công ty đầu tư xây dựng nhà máy chuyên xi mạ, sorn kim loại đường số 6, KCN Hịa Khánh, Đà Nằng, đồng thời cơng ty đầu tư lắp đặt hệ thống xử lý nước thải sản xuất với công suất 110 m3/ngày đêm Công nghệ xử lý nước thải áp dụng chủ yếu dựa phưorng pháp học hóa lý nhằm xử lý thành phần ô nhiễm đặc trưng nước thải xi mạ dầu mỡ, kim loại nặng, axit, bazơ, Thành phần tính chất nước thải sau: Bả ng Nhiệt đỏ Thõng sé/Chỉ tiẾu Đơn vị °c pH Nỉken (NÊ) Kẽm (Zn) 25 m-g/1 3-9 < 3D mg/l