Đồ án xử lý nước thải nhà máy mạ điện

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải phân xưởng mạ điện công suất 50m
3
/ngày
Nguyễn Ngọc Khánh - Lớp CNMT – K49
LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên em xin được bày tỏ lòng biết ơn đến GS.TS Đặng Kim Chi, người đã
luôn quan tâm động viên, giúp đỡ và hướng dẫn tận tình em trong suốt quá trình thực
hiện đồ án này. Sự tận tình, tâm huyết của cô đã giúp em hoàn thành tốt đồ án của
mình. Bên cạnh đó, em đã học hỏi được thêm nhiều bài học và kinh nghiệm bổ ích,
thiết thực phục vụ cho việc học tập và làm việc của bản thân trong tương lai.
Em xin gửi lời cảm ơn tới ban lãnh đạo Công ty cổ phần khóa Minh Khai đã tạo
điều kiện cho em được tìm hiểu về qui trình mạ điện tại phân xưởng mạ điện cũng như
khu xử lý nước thải, điều đó đã giúp em có những hiểu biết thực tế về dây chuyền xử lý
cũng như những vấn đề môi trường còn tồn tại của công ty.
Em xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Viện Khoa học và Công nghệ Môi
trường trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, các thầy cô đã dành cho em sự giúp đỡ quý
báu trong suốt thời gian làm đồ án tốt nghiệp cũng như trong suốt thời gian học tập tại
trường.
Cuối cùng, em xin được gửi lời cảm ơn đặc biệt đến bố mẹ, em gái cùng mọi
người trong gia đình, bạn bè cùng lớp, bạn bè ở khoa Công nghệ Thông tin trường Đại
học Bách Khoa, khoa Kiến trúc trường Đại học Xây Dựng đã giúp đỡ, hỗ trợ và động
viên em trong suốt thời gian qua để em có thể hoàn thành tốt đồ án của mình.
Em xin chân thành cảm ơn !
Sinh viên
Nguyễn Ngọc Khánh
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN
Tel (084)38681686 – Fax (084)38692551
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải phân xưởng mạ điện công suất 50m
3
/ngày
Nguyễn Ngọc Khánh - Lớp CNMT – K49

MỤC LỤC
MỤC LỤC 1
MỤC LỤC 1
MỞ ĐẦU 2
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHIỆP MẠ ĐIỆN VÀ MÔI TRƯỜNG 4
I.1. Tổng quan về công nghiệp mạ điện 4
I.2 Các vấn đề môi trường trong mạ điện 11
I.3 Các phương pháp xử lý nước thải mạ điện 23
CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CÁC PHƯƠNG PHÁP 27
II.1 Điều hòa lưu lượng 27
II.2 Lắng 28
II.3 Oxy hóa – khử 33
II.4 Kết tủa 35
CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN, LỰA CHỌN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ
NƯỚC THẢI PHÂN XƯỞNG MẠ ĐIỆN 38
III.1 Mặt bằng 38
III.2 Tính toán thiết bị chính của hệ thống xử lý nước thải 43
III.3 Tính toán và lựa chọn thiết bị khác 61
III.4 Phân tích hiệu quả chi phí 70
III.5. Hiệu quả chi phí và lợi ích thu được khi lắp đặt hệ thống 75
CHƯƠNG IV: KHÁI QUÁT CHƯƠNG TRÌNH PHẦN MỀM THIẾT KẾ HỆ
THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI PHÂN XƯỞNG MẠ ĐIỆN 77
PHỤ LỤC 85
PHỤ LỤC 85
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN
Tel (084)38681686 – Fax (084)38692551
1
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải phân xưởng mạ điện công suất 50m
3
/ngày

Nguyễn Ngọc Khánh - Lớp CNMT – K49
MỞ ĐẦU
Trong số những ngành công nghiệp phát triển nhanh chóng nhất hiện nay có
thể kể đến công nghiệp mạ. Đây là một ngành công nghiệp đã có từ lâu đời và có
liên quan đến nhiều ngành công nghiệp khác đặc biệt là ngành điện tử, chế tạo máy,
gia công kim loại Có thể nói, nhờ có ngành công nghiệp mạ chúng ta đã có thêm
nhiều sản phẩm mới với nhiều tính chất mới, phù hợp với yêu cầu của thị trường về
nhiều mặt như độ bền, đẹp, đa dạng trong các chi tiết Tuy nhiên bên cạnh những
lợi ích mà ngành công nghiệp mạ mang lại thì còn không ít vấn đề mà chúng ta cần
phải quan tâm và có biện pháp khắc phục sớm. Đặc biệt là vấn đề ô nhiễm môi
trường do chất thải công nghiệp mạ gây ra. Đây thực sự là vấn đề đáng quan tâm
hiện nay bởi vì chất thải ngành công nghiệp mạ đặc biệt là nước thải thường chứa
rất nhiều kim loại độc, gây tác động lớn tới môi trường xung quanh và sức khỏe con
người.
Nước thải mạ điện tuy lưu lượng không lớn so với nước thải các ngành công
nghiệp khác nhưng mức độ độc hại lại cao hơn nhiều do có pH thay đổi trong
khoảng rộng và chứa nhiều kim loại nặng khó xử lý. Chính vì vậy, việc khắc phục ,
xử lý ô nhiễm nước thải của công nghiệp mạ điện là hết sức cần thiết , nhằm tránh
những ảnh hưởng xấu đến môi trường xung quanh và đến sức khoẻ cộng đồng . Do
phải tuân thủ Luật môi trường, nhiều doanh nghiệp mạ đã xây dựng các hệ thống xử
lí chất thải mạ. Tuy nhiên, các hệ thống này vận hành không hiệu quả hoặc vận hành
đối phó dẫn đến tình trạng dòng thải ra khỏi khu vực doanh nghiệp vẫn gây những
hậu quả môi trường nặng nề.
Nhiều kết quả nghiên cứu gần đây về hiện trạng môi trường nói chung và
khu công nghiệp nói riêng cho thấy tình trạng suy thoái rõ rệt tại các khu vực có cơ
sở sản xuất công nghiệp. Nguyên nhân chủ yếu là do các cơ sở sản xuất công nghiệp
nước ta vẫn áp dụng công nghệ lạc hậu,các biện pháp quản lý và quan tâm môi
trường chưa đúng mức.
Dựa vào thực tế trong quá trình thực hiện đồ án cùng với quá trình học tập tại
nhà trường kết hợp với thời gian thực tập tại khu vực xử lý nước thải phân xưởng

mạ điện của Công ty cổ phần khóa Minh Khai, em xin trình bày đồ án "Thiết kế hệ
thống xử lý nước thải phân xưởng mạ điện công suất 50m
3
ngày"
Trong khuôn khổ của đồ án, em xin được trình bày những nội dung sau:
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN
Tel (084)38681686 – Fax (084)38692551
2
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải phân xưởng mạ điện công suất 50m
3
/ngày
Nguyễn Ngọc Khánh - Lớp CNMT – K49
• Tổng quan nền công nghiệp mạ điện và các vấn đề có liên quan đến môi
trường
• Cơ sở để lựa chọn các phương pháp xử lý nước thải phân xưởng mạ
điện
• Tính toán hệ thống xử lý nước thải của phân xưởng mạ điện
• Ước tính chi phí và hiệu quả xử lý của hệ thống
• Thiết kế hệ thống phần mềm tính toán kích thước các cụm bể, số lượng
hóa chất, hiệu quả xử lý

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN
Tel (084)38681686 – Fax (084)38692551
3
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải phân xưởng mạ điện công suất 50m
3
/ngày
Nguyễn Ngọc Khánh - Lớp CNMT – K49
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP
MẠ ĐIỆN VÀ MÔI TRƯỜNG

I.1 Tổng quan về công nghiệp mạ điện
I.1.1 Sự phát triển của ngành công nghiệp mạ
Phương pháp mạ điện được phát hiện lần đầu tiên vào năm 1800 bởi giáo sư
hoá học người Italy, Luigi Brugnatelli khi ông sử dụng vàng kết tủa lên bề mặt, tạo
một lớp phủ bên ngoài kim loại khác. Tuy nhiên, tại thời điểm đó sự hiểu biết về
lĩnh vực điện hoá còn hạn chế nên công trình nghiên cứu của Luigi Brugnatelli chưa
được phổ biến rộng rãi .
Đến năm 1839, phương pháp mạ với nguyên lý tương tự như phương pháp
của Luigi Brugnatelli được tìm ra ở Anh và Nga. Năm 1840, các nhà khoa học Anh
đã phát minh ra phương pháp mạ với xúc tác kali xianua và lần đầu tiên phương
pháp mạ điện được đưa vào sản xuất với mục đích thương mại .
Từ Anh, phương pháp mạ điện được phổ biến đến khắp các nước còn lại ở
Châu Âu và sau đó là Hoa Kỳ. Tại Pháp, các sản phẩm mạ vàng bằng phương pháp
mạ điện đã được giới thượng lưu công nhận trong lĩnh vực thời trang. Tại Nga,
phương pháp mạ điện được ứng dụng trong việc chế tạo các vòm mái nhà thờ, các
tượng đài lớn
Càng ngày sự hiểu biết về lĩnh vực điện hoá càng phát triển đồng thời quá
trình mạ điện cũng được tìm hiểu rõ ràng hơn . Nhiều công nghệ mạ mới ra đời như
công nghệ mạ niken, mạ đồng thau, mạ thiếc, mạ kẽm Năm 1885, công nghệ mạ
điện chính thức được đưa vào sản xuất với mục đích thương mại . Các sản phẩm mạ
điện ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong các ngành sản xuất hàng hoá và dịch
vụ cũng như sản xuất các thiết bị kỹ thuật .
Đến những năm giữa của thập kỷ 1940, sự ra đời của công nghiệp điện tử
đánh dấu bước ngoặt lớn trong sự phát triển của công nghệ mạ điện. Hầu hết các
linh kiện của công nghệ điện tử đòi hỏi ứng dụng phương pháp mạ điện. Nhiều công
nghệ mạ điện mới ra đời với những cải tiến đáng kể. Giai đoạn này công nghệ mạ
điện đã được ứng dụng trong các mục đích thương mại với quy mô lớn.
Ngày nay, cùng với sự phát triển vượt bậc của ngành công nghiệp hoá chất
và sự hiểu biết sâu rộng về lĩnh vực điện hoá, công nghệ mạ điện cũng phát triển tới
mức độ tinh vi. Sự phát triển của công nghiệp mạ điện đóng vai trò rất quan trọng

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN
Tel (084)38681686 – Fax (084)38692551
4
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải phân xưởng mạ điện công suất 50m
3
/ngày
Nguyễn Ngọc Khánh - Lớp CNMT – K49
trong sự phát triển không chỉ của ngành cơ khí chế tạo mà còn của rất nhiều các
ngành công nghiệp khác.
Xét riêng khu vực Đông Nam Á , sau chiến tranh thế giới lần thứ 2 một loạt
các cơ sở mạ điện quy mô vừa và nhỏ đã phát triển mạnh mẽ và hoạt động một cách
độc lập. Sự phát triển lớn mạnh của những cơ sở mạ điện quy mô nhỏ này là do nhu
cầu đáp ứng việc nâng cao chất lượng sản phẩm của ngành công nghiệp vừa và nhỏ.
Người ta nhận thấy rằng việc phủ một lớp kim loại bên ngoài sản phẩm nhằm tạo
nên những tính chất đặc biệt cho sản phẩm trở nên đơn giản và kinh tế hơn nếu áp
dụng phương pháp mạ điện . Ví dụ ở Hồng Kông hiện nay đã có khoảng 770 cơ sở
mạ điện đăng ký kinh doanh với nhà nước, riêng vùng Kowloon đã có hơn 450 cơ
sở. Theo như Hiệp hội Bảo vệ môi trường của Hồng Kông thì ngoài ra còn một số
lượng lớn các cơ sở khác đang hoạt động nhưng không đăng ký .
Tại Việt Nam , cùng với sự phát triển của ngành cơ khí, ngành công nghiệp
mạ điện đã được hình thành từ khoảng 40 năm trước và đặc biệt phát triển nhanh
trong giai đoạn những năm 1970 – 1980 . Các cơ sở mạ điện được xây dựng chủ
yếu là dựa vào viện trợ của các nước xã hội chủ nghĩa trước đây. Sản phẩm mạ đã
và đang thoả mãn dần các nhu cầu phát triển của kỹ thuật hiện đại.
Các cơ sở mạ điện ở Việt Nam hiện nay tồn tại một cách độc lập hoặc đi liền
với các cơ sở cơ khí, dưới dạng xí nghiệp quốc doanh, xí nghiệp tư nhân và công ty
liên doanh với nước ngoài. Các cơ sở này hầu hết có quy mô vừa và nhỏ được tập
trung ở các thành phố lớn với sản phẩm chủ yếu được mạ đồng, crôm, kẽm, niken
Ngoài ra các loại hình mạ đặc biệt như mạ cadimi, mạ thiếc, mạ chì, mạ sắt và mạ
hợp kim cũng được phát triển để đáp ứng nhu cầu của các ngành công nghiệp hiện

đại .
Cả nước có hơn 450 cơ sở xí nghiệp quốc doanh, với tổng giá trị tài sản cố
định khoảng trên 3.500 tỷ đồng, 50.000 máy công cụ các loại với đội ngũ lao động
khoảng 105.000 người . Hầu hết các cơ sở này được lắp đặt vào những năm 70 với
công nghệ cũ, thiết bị lạc hậu dẫn đến năng suất làm việc thấp , tiêu hao nhiều
nguyên, nhiên liệu .
Lực lượng xí nghiệp ngoài quốc doanh gồm trên 900 cơ sở sản xuất tập thể ,
gần 50 xí nghiệp tư doanh và khoảng 29.000 hộ sản xuất tiểu thủ công nghiệp với
lực lượng lao động khoảng 93.000 người , chuyên sản xuất các sản phẩm cơ khí như
nông cụ , máy chế biến nhỏ cho hộ gia đình , hàng tiêu dùng cần thiết cho nhân dân
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN
Tel (084)38681686 – Fax (084)38692551
5
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải phân xưởng mạ điện công suất 50m
3
/ngày
Nguyễn Ngọc Khánh - Lớp CNMT – K49
ở từng địa bàn . Nổi bật trong loại hình sản xuất này là các làng nghề . Hầu hết các
làng nghề đều có từ lâu đời, công nghệ sản xuất mang tính chất thủ công, các công
đoạn ít được cơ giới hoá, quy mô sản xuất nhỏ . Sản phẩm có độ tinh xảo không cao
và mang nét văn hoá địa phương như cửa hoa, cửa xếp, phụ tùng xe đạp , xe máy ,
dao kéo, đồ điện
Loại hình công ty liên doanh có vốn đầu tư nước ngoài hiện nay cũng đang
phát triển mạnh mẽ với gần 200 cơ sở . Tổng số vốn đầu tư đăng ký khoảng 2.500
triệu USD với trên 6.000 lao động. Các công ty này được lắp đặt dây chuyền sản
xuất tương đối hiện đại, hệ thống quản lý ở mức độ cao . Sản phẩm của chủ yếu
phục vụ trong các lĩnh vực ô tô, xe máy và điện năng .
I.1.2 Khái niệm về mạ điện
Theo định nghĩa, mạ điện chính là quá trình oxy hóa xảy ra trên bề mặt các
điện cực, cụ thể là bề mặt điện cực dương (catốt), các cation (ion kim loại) nhận

điện tích từ điện cực trở thành các nguyên tử kim loại.
Nói cách khác, mạ điện cũng chính là một quá trình điện phân, mà tại catot,
các cation nhận điện tử trở thành nguyên tử kim loại mạ. Phản ứng tổng quát có thể
biểu diễn như sau:
M
n+
+ ne ⇒ M (1)
Trong thực tế, quá trình mạ điện gồm rất nhiều giai đoạn diễn ra nối tiếp như
sau:
• Cation hydrat hóa M
n+
.mH
2
O di chuyển từ dung dịch đến bề mặt catot.
• Cation mất vỏ hydrat hóa (m.H
2
O) và tiếp xúc trực tiếp với bề mặt
catot (quá trình hấp phụ): M
n+
.mH
2
O →M
n+
+ m.H
2
O.
• Điện tử (electron) từ catot điền vào vành điện tử hóa trị của cation,
biến nó thành nguyên tử kim loại trung hòa ở dạng hấp phụ:
M
n+

+ ne → M
• Các nguyên tử kim loại này sẽ tạo thành mầm tinh thể mới hoặc tham
gia nuôi mầm tinh thể đã sinh ra trước đó. Mầm sẽ phát triển dần
thành tinh thể
• Tinh thể liên kết nhau thành lớp mạ
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN
Tel (084)38681686 – Fax (084)38692551
6
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải phân xưởng mạ điện công suất 50m
3
/ngày
Nguyễn Ngọc Khánh - Lớp CNMT – K49
Anot sử dụng trong mạ điện thường là anot tan, với mục đích thực hiện 2
nhiệm vụ chính là cung cấp thêm ion M
n+
cho dung dịch để bù vào lượng ion M
n+
đã
bám vào catot thành lớp mạ và dẫn truyền điện trong mạch điện phân. Anot thường
chính là kim loại cùng loại với kim loại tạo lớp mạ, khi đó phản ứng tại anot sẽ là:
M - ne ⇒ M
n+
(2)
Nếu khống chế các điều kiện điện phân tốt để cho hiệu suất dòng điện của
hai phản ứng (1) và (2) bằng nhau thì nồng độ ion M
n+
trong dung dịch sẽ luôn
không đổi. Một số trường hợp dùng anot trơ (không tan), nên ion kim loại được
định kì bổ sung dưới dạng dung dịch muối vào bể mạ, lúc đó phản ứng chính trên
anot chỉ giải phóng oxy.

Trong mạ điện, dung dịch điện giải phóng thường sử dụng là muối đơn (như
mạ đồng từ dung dịch CuSO
4
, mạ kẽm từ dung dịch ZnSO
4
) hoặc muối phức (như
dung dịch phức amoni, dung dịch phức hydroxit ). Ngoài ra còn phải sử dụng một
số dung dịch và phụ gia khác như chất dẫn điện, chất đệm, chất hoạt động bề mặt,
chất tạo bóng
Chất lượng lớp mạ phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: nồng độ dung dịch mạ
và tạp chất, các chất phụ gia, pH, nhiệt độ, mật độ dòng điện, hình dạng của vật mạ,
của anot, của bể mạ, các chế độ thủy động của dung dịch Vì vậy để duy trì được
chất lượng của lớp mạ tốt cần kiểm soát nồng độ của dung dịch mạ và giữ được dải
mật độ dòng điện thích hợp.
Nhờ các lớp bề mặt mạ mà các vật được mạ có thêm nhiều tính chất như:
tính chất bền hóa học, bền ăn mòn, bền cơ học, tăng độ dẫn điện, dẫn từ, tăng độ
cứng, dẻo. Mạ có thể tiến hành với các chi tiết có kích thước từ cực nhỏ của kĩ thuật
vi điện tử đến cực lớn của các ngành công nghiệp chế tạo máy, xây dựng, vô tuyến
viễn thông, thiết bị y tế và đồ gia dụng. Việc chuyên môn hóa sử dụng các quy trình
mạ trong các kĩ thuật tạo mẫu bằng đúc điện đã đưa đến chỗ sản xuất được những
công cụ và sản phẩm mà phương pháp chế tác cổ truyền nhiều khi không làm được
một cách tinh tế. Có thể nói sản phẩm của ngành công nghiệp mạ điện đã và đang
thỏa mãn dần dần nhu cầu ngày càng cao của thị trường.
Hiện nay ở Việt Nam tồn tại hai công nghệ mạ là mạ điện và mạ nóng chảy,
trong đó mạ điện phổ biến hơn cả, gần 90% cơ sở sản xuất sử dụng công nghệ này.
Do đó, ta sẽ chủ yếu đề cập tới các loại hình mạ trong mạ điện. Các loại hình mạ
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN
Tel (084)38681686 – Fax (084)38692551
7
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải phân xưởng mạ điện công suất 50m

3
/ngày
Nguyễn Ngọc Khánh - Lớp CNMT – K49
trong mạ điện bao gồm: mạ Niken, mạ đồng, mạ thiếc, mạ Crom, mạ vàng, mạ hợp
kim [ 20]
* Mạ Kẽm: Mạ kẽm thường được sử dụng để tạo lớp trang trí hay bảo vệ
cho sắt thép. Do thế điện động tiêu chuẩn của kẽm nhỏ hơn sắt nên khi bị ăn mòn
thì lớp kẽm bị ăn mòn trước. Lớp kẽm dẻo, dễ kéo, dễ dát mỏng. Sản phẩm mạ kẽm
thường gặp như chi tiết ốc vít, tôn lợp nhà, đường ống nước, dây thép (dây
kẽm) Mạ kẽm thường phân loại theo hóa chất sử dụng: dung dịch axit, dung dịch
xyanua, dung dịch borat, dung dịch amoniac, dung dịch poryphotphat Mỗi dung
dịch sử dụng trong quá trình mạ lại có một ứng dụng và ưu nhược điểm riêng.
* Mạ Niken: Niken là một kim loại màu trắng bạc, hơi mềm. Lớp mạ niken
dẻo, dễ đánh bóng tạo độ bóng rất cao và bền nhờ màng thụ động mỏng, chịu được
các điều kiện khắc nghiệt của axit, kiềm và muối. Mạ Niken lên sắt théo nhằm bảo
vệ vật mạ không bị an mòn do thế tiêu chuẩn của Niken thường cao hơn thế tiêu
chuẩn của sắt. Để cho vật mạ bền người ta thường mạ 2 hoặc 3 lớp có tác dụng lót
và gắn chặt Niken với kim loại nền, làm cho lớp mạ Niken bền hơn. Mạ niken
thường ứng dụng nhiều trong công nghiệp: mạ bảo vệ chống ăn mòn trong môi
trường xâm thực mạnh, mạ chịu mài mòn, mạ khuôn in, các chi tiết xe hơi, xe đạp,
xe máy Hiện nay, tại các cơ sở sản xuất thường sử dụng phương pháp mạ Niken
bóng
Mạ Niken có nhiều phương pháp khác nhau
• Mạ Niken trong dung dịch axit
• Mạ Niken bóng
• Mạ Niken đen
• Mạ Niken đặc biệt khác
* Mạ Crom: Crom là kim loại cứng, trắng, thế tiêu chuẩn của Crom thấp
hơn sắt. Vì vây, đáng lẽ ra crom dễ bị ăn mòn hơn sắt song trên bề mặt của crom có
lớp oxit rất bền trong môi trường vì thế nên mạ Crom bền trong môi trường xâm

thực, rất bền trong khí quyển. Lớp mạ Crom có độ bóng cao, mầu sáng, có ánh
xanh, crom rất dễ mạ lên các kim loại như sắt, đồng, niken, chì, kẽm, do đó crom
được sử dụng trong mạ trang trí, mạ bảo vệ (phụ tùng xe hơi, xe gắn máy, xe đạp,
đồ gia dụng). Mạ crom còn được sử dụng nhiều trong mạ các chi tiết chính xác, làm
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN
Tel (084)38681686 – Fax (084)38692551
8
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải phân xưởng mạ điện công suất 50m
3
/ngày
Nguyễn Ngọc Khánh - Lớp CNMT – K49
tăng độ mài mòn như mạ khuôn đúc, khuôn dập, khuôn in, các chi tiết chịu mài
mòn.
* Mạ Đồng: Lớp mạ đồng có màu hồng đỏ nhưng trong không khí dễ bị rỉ
do tác dụng với oxy và axit cácbonic, tạo ra rỉ có màu xanh. Mạ đồng thường dùng
trong mỹ thuật làm lớp mạ lót trang trí, lớp mạ bảo vệ các chi tiết thép khỏi bị thấm
cacbon, thấm nitơ Lớp mạ đồng dùng trong kĩ thuật đúc điện làm các bản sao từ
cac đồ mỹ nghệ và để tạo hình các chi tiết phức tạp. Mạ đồng được dùng rộng rãi
trong các lĩnh vực chế tạo máy và chế tạo dụng cụ. Mạ đồng có thể thực hiện từ các
dung dịch mạ khác nhau:
• Mạ đồng trong dung dịch Xyanua
• Mạ đồng trong dung dịch không có Xyanua
• Mạ đồng trong dung dịch axit
• Mạ đồng đặc biệt khác.
I.1.3 Quy trình công nghệ mạ điện
Trong công nghiệp sản xuất dụng cụ cơ khí nói riêng và các ngành gia công
chế tác nói chung thì công nghệ mạ bao gồm 2 loại hình công nghệ chính là mạ điện
và mạ nóng chảy. Hai hình thức này tồn tại song song cùng với nhau. Tuy nhiên, về
mức độ phổ biến thì mạ điện được áp dụng phổ biến hơn so với mạ nóng chảy.
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN

Tel (084)38681686 – Fax (084)38692551
9
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải phân xưởng mạ điện công suất 50m
3
/ngày
Nguyễn Ngọc Khánh - Lớp CNMT – K49
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN
Tel (084)38681686 – Fax (084)38692551
10
Cặn
Làm sạch bằng
cơ học
Bụi, rỉ
Mài nhẵn,đánh bóng Bụi kim loại
Khử dầu mỡ
Xăng,dầu mỡ
Hơi dung môi
Nước thải chứa dầu mỡ
Làm sạch bằng phương
pháp hóa học
NaOH
H
2
SO
4
Hơi axit,kiềm
Nước thải chứa
axit,kiềm
Làm sạch điện hoá
Mạ đồng

CuSO
4
H
2
SO
4
Mạ kẽm
Chi tiết mạ
Mạ Niken
NiSO
4
H
3
BO
3
Mạ Crom
H
2
SO
4
CrO
3
Mạ vàng,bạc
Axit,muối
vàng,bạc
Nước thải chứa axit,kim loại nặng
Hình 1: Quy trình công nghệ mạ điện kèm dòng thải
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải phân xưởng mạ điện công suất 50m
3
/ngày

Nguyễn Ngọc Khánh - Lớp CNMT – K49
Qua dây chuyền công nghiệp mạ nêu ra ở trên, ta có thể chia quy trình mạ
thành 3 công đoạn chính, bao gồm: [1]
• Chuẩn bị bề mặt trước khi mạ: bao gồm các bước tẩy rỉ, tẩy
dầu mỡ Nhiệm vụ của công đoạn này là làm sạch hết dầu mỡ, rỉ,
oxit và làm nhẵn bề mặt. Vật cần mạ được treo lên giá và được nhúng
vào các bể xử lý sơ bộ (trong mỗi bể sẽ chứa một loại hóa chất khác
nhau tùy mục đich) và qua bể rửa bằng nước.
• Mạ: vật cần mạ được ngâm trong bể mạ và sau đó được đưa
qua bể rửa bằng nước
• Hoàn thiện sản phẩm: bao gồm các bước như thụ động hóa,
sấy khô sản phẩm mạ, tháo sản phẩm ra khỏi giá đỡ, đóng gói sản
phẩm
Trong các công đoạn trên thì công đoạn chuẩn bị bề mặt trước khi mạ thường
dài nhất, lâu nhất và đôi khi cũng tốn kém nhất.
I.2 Các vấn đề môi trường trong mạ điện
I.2.1 Các nguồn thải của công nghiệp mạ điện
1. Khí thải
Dựa vào sơ đồ công nghệ có kèm theo dòng thải của công nghệ mạ điện, ta
thấy nguồn phát sinh ô nhiễm không khí có ở hầu hết các công đoạn trong quá trình:
làm sạch cơ học, khử dầu mỡ, làm sạch hóa học và mạ.
Mỗi một cơ sở mạ điện, tùy theo dây chuyền công nghệ, loại nhiên liệu sử
dụng, đặc điểm, quy mô sản xuất và mức độ cơ giới hóa, tự động hóa của nhà máy
mà số lượng và dạng khí thải độc hại sẽ khác nhau.
Khí thải chủ yếu thường có ở các dạng: hơi axit (ở bể tẩy rỉ, bể tẩy điện hóa
và bể nhúng axit hơi nhẹ), hơi kiềm (ở bể tẩy dầu mỡ hóa học), C
x
H
y
(ở bể tẩy dầu

mỡ bằng dung môi), hơi CrO
3
, NiO (ở bể mạ) Các khí thải này phần lớn chúng
nặng hơn không khí nên chúng làm tăng nồng độ chất thải độc hại trong phân
xưởng, gây ô nhiễm khu vực làm việc cũng như vùng dân cư lân cận kề sát với cơ
sở sản xuất.
a) Các nguồn khí thải
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN
Tel (084)38681686 – Fax (084)38692551
11
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải phân xưởng mạ điện công suất 50m
3
/ngày
Nguyễn Ngọc Khánh - Lớp CNMT – K49
Đặc trưng của khí thải công nghiệp mạ phụ thuộc nhiều vào các công đoạn
trong quá trình công nghiệp:
* Quá trình xử lý bề mặt
Trong quá trình đánh bóng bề mặt kim loại bằng phương pháp cơ học thì bụi
kim loại xuất hiện rất nhiều trong khu vực sản xuất, tuy nhiên bụi kim loại có tỷ
trọng cao vì thế không thế không thể phát tán đi xa. Tải lượng bụi kim loại phụ
thuộc vào công suất sản xuất cũng như chất lượng bề mặt kim loại.
Đối với các chi tiết, sản phẩm có hình dạng phức tạp hay yêu cầu cao về độ
bóng bề mặt người ta hay xử lý bề mặt bằng phương pháp đánh bóng điện hóa. Ô
nhiễm không khí trong công đoạn này có thể là các hơi axit.
Trong công đoạn tẩy dầu mỡ, làm sạch các chi tiết người ta thường dùng
dung dịch kiềm, nồng độ phụ thuộc vào phương pháp xử lý ban đầu. Khí thải ở đây
là hơi kiềm những nồng độ rất thấp do thời gian xử lý bề mặt ngắn và nồng độ hóa
chất trong dung dịch thấp.
* Quá trình mạ điện
Do tính chất đặc thù của một số dung dịch mạ làm việc ở nhiệt độ cao vì vậy

một lượng đáng kể dung dịch mạ bay hơi tạo nên chất ô nhiễm khí như hơi axit, hơi
kiềm, CrO
3
, NiO Nếu cường độ dòng điện ở bể mạ càng cao thì dung dịch bay hơi
càng lớn ở các điện cực. Ngoài ra việc sục khí chống khuyết tật bề mặt vật mạ cũng
góp phần làm tăng lượng dung dịch bay hơi một cách đáng kể.
* Khu vực lò hơi
Đối với các cơ sở sản xuất dùng hơi để đun nóng dung dịch thì còn có một
bộ phận khí thải nữa là khí thải của lò. Tùy theo loại nhiên liệu dùng để sản xuất hơi
mà lượng khí thải sinh ra sẽ được tính toán dựa trên các thông số đặc trưng của
nhiên liệu (khí, than, dầu ), khí ô nhiễm sinh ra ở khu vực này thường là các khí
như SO
2
, NO
x
, CO, CO
2
, muội bụi. Tải lượng chất ô nhiễm sinh ra từ khí thải lò hơi
của các xưởng mạ nói chung là rất nhỏ vì lượng nhiên liệu sử dụng không nhiều cho
nên nguồn thải này không phải là vấn đề môi trường đáng quan tâm. Đặc biệt với xu
thế công nghiệp hóa hiện nay các xưởng mạ điện đều dùng nguồn điện năng để đun
nóng dung dịch.
b) Đặc tính chung của khí thải công nghiệp mạ
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN
Tel (084)38681686 – Fax (084)38692551
12
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải phân xưởng mạ điện công suất 50m
3
/ngày
Nguyễn Ngọc Khánh - Lớp CNMT – K49

Các thành phần đặc trưng của các nguồn khí thải công nghiệp mạ điện có thể
tóm tắt theo bảng sau: [12]
Bảng 1: Thành phần đặc trưng của các nguồn khí thải công nghiệp mạ
STT Công đoạn Mục đích Hóa chất sử dụng Chất thải
1 Gia công bề
mặt trước
khi mạ
*Đánh bóng
cơ học
Làm cho bề
mặt bằng
phẳng, nhẵn
bóng, có hệ
số phản xạ
ánh sánh
cao
Al
2
O
3
, SiO
2
, viên granit, hợp kim
sắt và bột mài.
Bụi kim
loại nặng và
thô
*Đánh bóng
hóa học và
điện hóa

Trang trí bề
mặt kim
loại, loại bỏ
các vết
xước, sờn,
anot hóa
kim loại,
chuẩn bị
cho những
chi tiết phức
tạp
Hỗn hợp các axit: H
3
PO
4
, HCl,
H
2
SO
4
, H
2
Cr
2
O
7
. Tùy theo tính chất
của kim loại cần đánh bóng sẽ có
các hóa chất thích hợp.
Hỗn hợp

hơi các axit:
HCl,
H
3
PO
4
,H
2
SO
4
, H
2
Cr
2
O
7

* Tẩy dầu mỡ
bằng dung
dịch kiềm
Lớp dầu mỡ
trên bề mặt
kim loại sẽ
bị xà phòng
hóa thành
muối axit
béo dễ tan
trong nước
và glixerin.
NaOH,Na

2
SiO
3
,Na
2
CO
3
, Na
3
PO
4

và các hoạt chất hoạt động bề mặt.
Hơi kiềm
* Tẩy dầu mỡ
trong các
dung môi
Tẩy dầu mỡ,
parafin,
nhựa ra khỏi
bề mặt kim
loại bằng
tác dụng cơ
học và hòa
tan
Tricloetylen, toluen, benzen,
pecloetylen, dầu hỏa và xăng
Hỗn hợp
hơi dung
môi

2 Cung cấp
nhiệt
Cung cấp
nhiệt lượng
Than dầu, khí (nhiên liệu nói
chung)
Chủ yếu là
bụi xỉ, mồ
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN
Tel (084)38681686 – Fax (084)38692551
13
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải phân xưởng mạ điện công suất 50m
3
/ngày
Nguyễn Ngọc Khánh - Lớp CNMT – K49
(lò hơi) cho các bể
mạ để đun
nóng dung
dịch
hóng, SO
2
,
NO
x
, CO
3 Mạ điện Chống ăn
mòn, tăng
độ chịu mài
mòn, độ
cứng, độ

dẫn điện của
các kim
loại
Tùy thuộc loại hình công nghệ mạ Chủ yếu là
hơi axit,
kiềm và một
ít oxit kim
loại theo hơi
nước bay
lên.
Mạ Niken Chống ăn
mòn kim
loại, là lớp
mạ tốt, tăng
độ dẫn điện
NiSO
4
: 280 – 300g/l
H
3
BO
3
: 35 g/l
NaCl: 15 g/l
1 – 4 butydiol: 1 mg/l
Đường hóa học: 1 g/l
Hơi axit,
NiO
Mạ đồng
(Trong dung

dịch có
xyanua)
Lớp mạ lót
để tăng độ
bám bề mặt
cho các lớp
mạ sau
CuCN: 110 – 135 g/l
NaCN: 120 – 140 g/l
NaOH: 30 – 35 g/l
Hơi kiềm và
xyanua
Mạ đồng
(Trong dung
dịch không có
xyanua)
CuCl
2
.2H
2
O: 35 – 50 g/l
NH
4
OH 25%: 150 – 200 ml/l
NH
4
Cl: 260 – 300 g/l
Amonioxalat: 10 – 30 g/l
Hơi kiềm và
NH

4
OH
Mạ kẽm Thường
dùng với
những sản
phẩm không
cần trang trí.
Bảo vệ kim
loại, chống
ăn mòn
ZnO: 60 g/l
Zn(CN)
2
: 45 g/l
NaCN: 22,5 g/l
NaOH: 52,5 g/l
Hơi kiềm
và xyanua
Mạ vàng Có tính chất
trang trí,
làm tăng giá
trị kim loại
K
2
CO
3
: 65 g/l
AuCl (tính theo Au): 4g/l
KFe(CN)
2

: 200 g/l
Kali sunfoxyanua: 100 g/l
Hơi phức
chất
xyanua
Mạ bạc Tăng độ
chịu mài
mòn, chịu
AgCN: 35 – 40 g/l
KCN: 35 – 40 g/l
Hơi xyanua
và CS
2
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN
Tel (084)38681686 – Fax (084)38692551
14
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải phân xưởng mạ điện công suất 50m
3
/ngày
Nguyễn Ngọc Khánh - Lớp CNMT – K49
lực ma sát
cho kim
loại
K
2
CO
3
: 25 – 35 g/l
CS
2

: 1 – 2 g/l
Nhận xét: Từ bảng 1 ta thấy các dạng chất thải chủ yếu phụ thuộc nhiều vào
các công đoạn và hóa chất sử dụng. Khí thải phát sinh tại các bể mạ chủ yếu theo
quá trình bay hơi nước kéo theo các oxit kim loại và hơi axit. Thực tế, khó có thể
tính chính xác tải lượng, nồng độ của khí ô nhiễm vì chúng phụ thuộc vào nhiều yếu
tố (tốc độ hút của quạt, nhiệt độ, cường độ dòng điện mạ ) vì vậy để quản lý được
nguồn thải này người ta thường phải quy về từng khâu riêng biệt để đo đạc và tính
toán theo các chỉ tiêu hao hụt, định mức
2. Nước thải
a) Nguồn nước thải
Nguồn nước thải từ khâu sản xuất của các xí nghiệp rất đa dạng và phức tạp,
nó phụ thuộc vào loại hình sản xuất, dây chuyền công nghệ, thành phần nguyên vật
liệu, chất lượng sản phẩm Nước thải từ khâu sản xuất trong các xí nghiệp thường
chia làm 2 loại: nguồn thải từ quá trình mạ và quá trình làm sạch bề mặt chi tiết.
Chúng khác nhau cơ bản về lưu lượng và nồng độ.
*Nước thải từ quá trình mạ
Dung dịch trong bể mạ có thể bị rò rỉ, rơi vãi hoặc bám theo các gá mạ và
các chi tiết ra ngoài. Các bể mạ sau một thời gian vận hành cần phải được vệ sinh
thải các chất bẩn, cặn Do đó, phát sinh lượng nước thải tuy không nhiều nhưng
chất ô nhiễm đa dạng, nồng độ chất ô nhiễm cao (Cr
+6
, Ni
+2
, CN
-
).
* Nước từ quá trình làm sạch bề mặt chi tiết
Trên bề mặt kim loại thường có dầu mỡ bám vào do các giai đoạn bảo dưỡng
và đánh bóng cơ học. Để đảm bảo chất lượng lớp mạ các chi tiết trước khi mạ cần
được làm sạch bề mặt bằng các phương pháp tẩy dầu mỡ hóa học, dùng dung môi

hoặc điện hóa. Vì vậy lượng nước thải phát sinh trong quá trình này nhiều nhưng
nồng độ chất ô nhiễm nhỏ chủ yếu là kiềm, axit và dung dịch.
b) Đặc tính chung của nước thải công nghiệp mạ
Một trong những đặc tính cơ bản của nước thải ngành công nghiệp mạ điện
là có lưu lượng dao động trong khoảng rất rộng tùy thuộc vào loại hình sản xuất,
dây chuyền công nghệ, thành phần nguyên vật liệu, yêu cầu đối với chất lượng sản
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN
Tel (084)38681686 – Fax (084)38692551
15
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải phân xưởng mạ điện công suất 50m
3
/ngày
Nguyễn Ngọc Khánh - Lớp CNMT – K49
phẩm Điều đó được thể hiện rõ qua bảng thông tin về nước thải của một số nhà
máy được thống kê năm 2002 do Bộ công nghiệp ghi trong “Báo cáo hiện trạng
môi trường ngành công nghiệp năm 2002”.
Không chỉ có lưu lượng dao động trong khoảng rộng, nước thải ngành công
nghiệp mạ điện còn có đặc tính và thành phần các chất ô nhiễm biến đổi rất phức
tạp. Bảng sau trình bày đặc tính cơ bản và thành phần các chất ô nhiễm của nước
thải tại một số cơ sở mạ điện ở Việt Nam [16].
Bảng 2 : Nước thải mạ điện tại một số nhà máy ở Hà Nội
Một số nhà máy ở Hà Nội có phân
xưởng mạ
Nhiệt độ
(
0
C)
pH
Thành phần (mg/l)
Cr

6+
Ni
2+
Nhà máy dụng cụ cơ khí xuất khẩu 23,5 – 25 2,2– 6,7 1.1 – 6,6 0,1 – 0,45
Nhà máy cơ khí chính xác 24,3 2,9 – 12 0,21 – 14,8 0,5 – 20,1
Nhà máy khóa Minh Khai ( trước
khi qua hệ thống xử lý)
21 - 23 6,3– 7,5 5 – 20 0,1 – 48
Nhà máy điện cơ thống nhất 23,4 5,82 3 – 10 0,2 – 6,05
Nhà máy khóa Việt Tiệp 20 – 22 4,0 6,0 50,2
TCVN 5945 – 2005 (B) ≤ 40 5,5 – 9 0,1 1
Từ những phân tích và thống kê đưa ra ở trên, chúng ta có thể tóm tắt các đặc tính
chung của nước thải công nghiệp mạ điện vào bảng dưới đây:
Bảng 3: Đặc tính của nước thải trong các công đoạn mạ
TT Loại công đoạn Thành phần chủ yếu cần xử lý
1 Tẩy dầu mỡ
- Tẩy dầu mỡ bằng dung dịch kiềm
- Tẩy dầu mỡ bằng dung môi
Các chất kiềm: NaOH, Na
2
CO
3
, Na
3
PO
4
,
dầu mỡ
Dung môi: tricloetylen, xăng, dầu,
Pecloetylen

2 Tẩy gỉ Các axit HCl, H
2
SO
4
và dầu mỡ
3 Công nghệ mạ
Mạ Ni
Mạ Cu (trong dung dịch CN
-
)
Mạ Cu (trong dd không có CN
-
)
Mạ Cr
Mạ Zn (trong dd có CN
-
)
Ni
2+
, Cl
-

Cu, CN
-
, OH
-

Cu
2+
, NH

4
-
,
Cr
6+
, SO
4
2-
,
Zn
2+
, CN
-
, OH
-

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN
Tel (084)38681686 – Fax (084)38692551
16
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải phân xưởng mạ điện công suất 50m
3
/ngày
Nguyễn Ngọc Khánh - Lớp CNMT – K49
Mạ Zn (trong dung dịch amoni)
Mạ Ag
Mạ Au
Zn
2+
, NH
4

-
, CH
3
COO
-

Ag
-
, CN
-
, S
2-

Au, CN
-
, CO
3
2-

Qua bảng 3 ta thấy thành phần chủ yếu trong nước thải của ngành công
nghiệp mạ điện là các kim loại nặng có tính độc hại như: Cr
6+
, Ni
2+
, Zn
2+
, Cu
2+
và
CN

-
, Cl
-
, S
-2
Lượng nước thải của mạ điện không phải là lớn so với các ngành
công nghiệp khác như nước thải của ngành công nghiệp giấy, dệt song thành phần
và nồng độ các chất độc hại đặc biệt là kim loại nặng khá lớn. Hơn nữa các hóa chất
độc hại này lại có những biến thiên hết sức phức tạp và phụ thuộc vào quy trình
công nghệ cũng như từng công đoạn trong quy trình đó. Vì vậy, muốn xử lý đạt
hiệu quả cao thì chúng ta cần phải thu gom, tách dòng theo từng công đoạn, từng
trường hợp cụ thể và lựa chọn phương án xử lý thích hợp.
3. Chất thải rắn
a) Các nguồn phát sinh chất thải rắn
Chất thải rắn trong các xí nghiệp mạ chủ yếu từ các nguồn thải sau:
* Công đoạn làm sạch bề mặt: Chất thải rắn từ công đoạn làm sạch bằng
phương pháp cơ học ở đây chủ yếu là phoi, đề xê kim loại do quá trình gia công bề
mặt. Đối với những chi tiết nhỏ người ta thường dùng trấu, cát để làm sạch. Vậy
chất thải rắn ở đây còn có cát và trấu.
* Công đoạn mạ điện: Chất thải rắn là bùn thải chu kì trong một thời gian tại
bể trung hòa axit nhẹ và bể mạ (oxit, hydroxit, muối của các kim loại tạo thành
trong quá trình làm việc). Lượng bùn này tương đối nhỏ, thường theo nước thải ra
ngoài. Bên cạnh đó còn có một lượng bùn thải do hệ thống xử lý nước thải và khí
thải. Lượng bùn này tùy thuộc vào công nghệ xử lý. Thường lượng bùn thải từ các
bể xử lý nước thải công nghiệp mạ không lớn nhưng lại có tính độc hại cao vì nó
thường chứa hỗn hợp các kim loại nặng kết tủa và các chất khác.
* Chất thải rắn sinh hoạt: chất thải nhà bếp, văn phòng
Ngoài ra những chất thải rắn được đề cập ở trên, còn có một lượng lớn chất
thải rắn khác sinh ra từ công nghiệp mạ. Đó là các bao bì đựng hóa chất khô (như
túi nilon, bao giấy, bao tải ), các can đựng hóa chất lỏng vv. Các túi đựng, cạn

đựng này cũng cần được quan tâm thu gom, xử lý một cách phù hợp nhằm giảm bớt
các rủi ro có thể xảy ra về mặt môi trường cũng như sức khỏe con người.
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN
Tel (084)38681686 – Fax (084)38692551
17
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải phân xưởng mạ điện công suất 50m
3
/ngày
Nguyễn Ngọc Khánh - Lớp CNMT – K49
b) Đặc tính chung của chất thải rắn
Trong công nghệ mạ, chất thải rắn có thể xuất hiện từ nhiều công đoạn khác
nhau với số lượng và thành phần tùy thuộc vào công nghệ sản xuất và chất lượng
sản phẩm. Các chất thải rắn có thể được tạo ra từ các nguồn thải sau: nguồn thải của
quá trình tạo phôi, làm sạch bề mặt bằng phương pháp cơ học hoặc chất thải rắn là
bùn thải của quá trình xử lý nước thải và khí thải. Tại Việt Nam đến nay vẫn chưa
có một số liệu chính thức nào, tuy nhiên theo đánh giá chung thì lượng chất thải rắn
do ngành mạ tạo ra là khá lớn và là một trong những vấn đề đáng được quan tâm
hiện nay.
4. Nhiệt độ và tiếng ồn
Công nghệ mạ điện không sử dụng nhiệt độ cao nên ô nhiễm nhiệt gần như
không có . Tiếng ồn chủ yếu phát sinh từ các công đoạn của quá trình chuẩn bị
nguyên liệu như mài, đánh bóng Một nguồn phát sinh tiếng ồn nữa của các nhà
máy mạ điện là từ quá trình vận chuyển , tháo xếp và bốc dỡ nguyên lieu , sản phẩm
Theo tiêu chuẩn vi khí hậu của QĐ-BYT số 3733/2002 quy định cho mùa
lạnh thì khu vực sản xuất phải đảm bảo nhiệt độ cao hơn 18
o
C . Kết quả kiểm tra tại
các cơ sở mạ ở Việt Nam đều đạt tiêu chuẩn cho phép . Tương tự , kết quả đo tiếng
ồn của các cơ sở mạ đều nằm trong giới hạn cho phép của tiêu chẩn vi khí hậu nói
trên .

I.2.2 Ảnh hưởng của nước thải công nghiệp mạ tới môi trường
Nước thải công nghiệp mạ điện tuy không nhiều như nước thải của một số
ngành công nghiệp khác nhưng có đặc tính phức tạp và chứa nhiều chất độc hại với
nồng độ cao . Vì vậy đối với ngành công nghệ mạ điện , nước thải là vấn đề môi
trường chính , cần thiết phải có sự quan tâm hơn cả .
a) Ảnh hưởng tới cơ thể con người :
Các muối kim loại nặng hoà tan trong nước sau đó theo chuỗi thức ăn thâm
nhập vào cơ thể sống . Một số chất bền vững khó phân huỷ sẽ tích luỹ lại trong cơ
thể gây nguy hại đến sức khoẻ . Mặt khác khi nồng độ các ion kim loại nặng vượt
quá giới hạn cho phép sẽ kìm hãm sự phát triển của sinh vật sống. Với nồng độ nhỏ
có thể gây độc mãn tính hoặc tích tụ sinh học, với nồng độ đủ lớn sinh vật có thể bị
chết hoặc bị thoái hoá . Tuy nhiên mỗi kim loại lại có những ảnh hưởng khác nhau
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN
Tel (084)38681686 – Fax (084)38692551
18
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải phân xưởng mạ điện công suất 50m
3
/ngày
Nguyễn Ngọc Khánh - Lớp CNMT – K49
đến cơ thể sống . Độc tích của một số loại kim loại cụ thể thường phát sinh trong
công nghiệp mạ điện như sau :
+ Cr và các hợp chất của crôm có thể làm tổn thương bề mặt da , dễ làm loét
niêm mạc mũi, làm thủng phần sụn của vách mũi , ảnh hưởng đến hệ tiêu hoá , gan ,
thận và tim mạch . Các thương tổn thường xuất hiện ở những bộ phận tiếp xúc với
hoá chất như niêm mạc mũi , bàn tay và cánh tay . Tính chất thương tổn thường là
các mụn nhọt loét sâu và khó lành , thường thấy ở xung quanh móng tay, khớp ngón
tay , mu bàn tay và cánh tay . Cr(VI) độc hơn Cr(III) vì khả năng hấp thụ của
Cr(VI) của cơ thể cao hơn (khả năng hấp thụ của Cr(III) là 1% còn của Cr(VI) là
50% ) . Công nhân làm việc tiếp xúc với muối cromat có khả năng nhiễm bệnh ung
thư phổi cao hơn người bình thường [5].

+ Ni và các hợp chất của niken được coi là chất gây ô nhiễm hệ thống . Các
hợp chất này gây ra bệnh viêm da , đặc biệt là ở môi trường có độ ẩm và nhiệt độ
cao . Bệnh viêm da do niken có thể nặng đến nỗi khiến người mắc bệnh buộc phải
chuyển nghề . Người ta cũng phát hiện được một số bệnh ngứa là có nguồn gốc từ
Ni . Niken cacbonyl có khả năng gây kích thích và gây ngạt thở [20].
+ Pb và các hợp chất của chì có thể gây độc với những triệu chứng đau bụng
trên , táo bón và nôn mửa . Chì có thể gây viêm não , mặc dù rất hiếm nhưng lại có
biến chứng rất nghiêm trọng . Bệnh phổ biến nhất của các công nhân làm việc tiếp
xúc với chì là bệnh thiếu máu . Nguyên nhân của bệnh này là do chì có khả năng ức
chế các enzim liên quan đến quá trình tổ hợp máu . Đồng thời chì cũng có thể tác
động trực tiếp đến hồng cầu , làm cho thời kỳ bán phân huỷ của hồng cầu ngắn lại
[5].
+ Zn và các hợp chất của kẽm nói chung là hợp chất ít độc . Lượng nhỏ muối
kẽm khi nuốt phải sẽ gây ói mửa , nhiều hơn sẽ gây ói mạnh và gây xổ . ZnCl
2
có
tính ăn mòn nên khi tiếp xúc lâu ngày có thể gây lở loét ngón tay , bàn tay , cánh tay
[20].
+ Cu vào các hợp chất của đồng có thể gây kích thích nhẹ hoặc gây dị ứng
nhẹ . Muối đồng gây ngứa da và kết mạc . Oxit đồng hoá trị 1 còn gây kích thích
ngứa mắt và đường hô hấp . Những người thường xuyên tiếp xúc với các hợp chất
của đồng thường mắc phải hiện tượng mất màu của da . Người uống phải đồng
sunfat sẽ bị ói mửa , choáng , co giật , hôn mê và nếu nặng có thể tử vong [20].
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN
Tel (084)38681686 – Fax (084)38692551
19
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải phân xưởng mạ điện công suất 50m
3
/ngày
Nguyễn Ngọc Khánh - Lớp CNMT – K49

Ngoài ra, nước thải ngành mạ điện có chứa một lượng đáng kể axit (chủ yếu
là H
2
SO
4
, HCl) và kiềm (chủ yếu là NaOH , Ca(OH)
2
) . Các loại axit có khả năng
gây bỏng nặng , phá huỷ tế bào hoặc nhẹ hơn là hại da , viêm da , viêm đường hô
hấp và viêm phế quản mãn tính . Các axit này nói chung dễ bay hơi , khi hít phải sẽ
gây những hậu quả nghiêm trọng như hư hại tế bào phổi, choáng và ngất, kích thích
niêm mạc cơ , mắt Các hợp chất kiềm có tác dụng ăn mòn mạnh đối với tế bào cơ
thể khiến gây bỏng rất sâu và rất khó lành . Nếu tiếp xúc với kiềm ở nồng độ loãng
cũng có thể gây viêm da , không khôi phục được [20].
b) Ảnh hưởng tới động vật :
Một số loại chất độc hại trong nước thải công nghiệp mạ điện như axit , kiềm
, xianua và các kim loại nặng có thể gây ảnh hưởng trực tiếp đến cơ thể động vật .
Bảng dưới minh hoạ ảnh hưởng của một số loại chất độc có trong nước thải công
nghiệp mạ điện đối các loài cá . Khi tiếp xúc với các chất độc này thì hiện tượng
xảy ra là bị nhiễm độc , bị nguy hiểm hoặc bị chết tuỳ thuộc vào liều lượng chất độc
, thời gian tiếp xúc và khả năng chịu đựng của từng loại cá .
Để xác định ảnh hưởng của các chất thải từ công nghiệp mạ tới môi trường,
người ta đã tiến hành khảo sát các tác động của các chất thải đó lên cá và một số
loại sinh vật sống dưới nước. Và theo đánh giá chung thì một số loại chất độc hại
trong nước thải công nghiệp mạ điện như axit, kiềm, xyanua và các kim loại nặng
đã ảnh hưởng trực tiếp đến các loài cá và một số sinh vật dưới nước. Điều đó được
khẳng định trong bảng sau:
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN
Tel (084)38681686 – Fax (084)38692551
20

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải phân xưởng mạ điện công suất 50m
3
/ngày
Nguyễn Ngọc Khánh - Lớp CNMT – K49
Bảng 4: Tính độc của nước thải mạ đối với một số loài cá
TT Chất gây
độc
Nồng độ
(mg/l)
Loại thử nghiệm Mức độ ảnh hưởng
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20

21
22
NiCl
2
Pb(NO
3
)
2
SnCl
2
ZnSO
4
Zn
2+
NaCN
KCN
CNCl
NH
3
NH
3
H
2
S
S
2-
S
2-
KCNO
NaOH

Na
3
PO
4
Cl
2
H
2
Cr
2
O
7
HCl
HNO
3
H
2
SO
4
Axit đặc
4,5
63
626
25
0,3
0,3
0,04
0,12
0,08
2,5

2,7
10
3
0,5 – 1265
156
52
0,05 – 1
0,3
60
107
83
pH : 5,0
Cá vàng
Cá vàng
Cá vàng
Cá hồi
Cá
Cá chép
Cá vàng
Cá
Cá vàng
Cá
Cá vàng
Cá hồi
Cá
Cá hồi, cá chép lớn
Daphnia magma
Daphnia magma
Cá
Daphnia magma

Daphnia magma
Daphnia magma
Daphnia magma
Cá
Chết sau 200 giờ
Chết sau 80 giờ
Chết sau 45 giờ
Chết sau 133 phút
Chết đối với một số loài cá
nước ngọt
Không ảnh hưởng sau 24h
Chết ngay sau 3 – 4 ngày
Nguy hiểm
Chết sau 1 – 4 ngày
Gây chết
Chết sau 96 ngày
Chết sau 5 phút
Nguy hiểm
Không ảnh hưởng sau 24h
Độc
Độc
Nguy hiểm
Độc
Độc
Độc
Độc
Độc
Chết sau 8 – 18 giờ
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN
Tel (084)38681686 – Fax (084)38692551

21
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải phân xưởng mạ điện công suất 50m
3
/ngày
Nguyễn Ngọc Khánh - Lớp CNMT – K49
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
CdCl
2
CdSO
4
CuSO
4
CuSO
4
Cr
3+
Cr
3+
Cr
3+
FeCl

2
FeSO
4
FeSO
4
0,01
513
0,04
0,8
20
50
0,01
24
37
368
Cá vàng
Cá chép
Daphnia magma
Cá vàng
Cá hồi và cá chép
Cá mặt trời
Hệ vi thực vật
Cá vàng
Cá vàng
Cá vàng
Chết sau 3 giờ
Độc
Chết sau 24 giờ
Chết sau 8 ngày
Không độc sau hàng tháng

Độc
Chết sau 1 – 15 giờ
Không ảnh hưởng sau 100h
Chết sau 2 – 20 giờ
* Diphnia magma: một loài cá thường sống ở suối
c) Ảnh hưởng tới môi trường :
Việc các cơ sở mạ điện đổ nước thải trực tiếp vào nguồn nước mà không qua
xử lý là một trong những nguyên nhân dẫn đến sự có mặt của kim loại độc trong
lòng đất và nguồn nước mặt , là nguyên nhân ảnh hưởng đến sức khoẻ cộng đồng .
Trong những năm gần đây cùng với sự gia tăng dân số và sự phát triển nền
kinh tế của đất nước thì nhu cầu nước sạch ngày càng tăng . Đồng thời lượng rác
thải, nước thải của các ngành công nghiệp trong đó có ngành công nghiệp mạ điện
cũng gia tăng, gây tác hại xấu đến môi trường và ảnh hưởng trực tiếp đến nguồn
nước sinh hoạt ở một số địa phương .
d) Ảnh hưởng tới việc xử lý :
Nước thải công nghiệp mạ điện ảnh hưởng có hại đến quá trình xử lý nước
thải bằng phương pháp sinh học . Acid , kiềm và các ion kim loại (Cu
2+
, Ni
2+
,
Zn
2+
, Cr
6+
) có mặt trong nước thải công nghiệp mạ điện ảnh hưởng tới quá trình
làm sạch nước thải bằng các phương pháp sinh học do vi sinh vật bị kìm hãm hoặc
bị giết chết .
Người ta tìm ra với hàm lượng Cr
6+

và Ni
2+
dù rất nhỏ (1-10 mg/l) cũng ảnh
hưởng đến quá trình tổng hợp sinh khối và nitrat hoá của vi sinh vật trong quá trình
xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học . NaCN và KCN thậm chí còn cản trở
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN
Tel (084)38681686 – Fax (084)38692551
22
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải phân xưởng mạ điện công suất 50m
3
/ngày
Nguyễn Ngọc Khánh - Lớp CNMT – K49
quá trình nitrat hoá lúc ban đầu nhưng sau một vài ngày nó không còn ảnh hưởng
nữa .
Ngoài ra do chứa nhiều axit nên nước thải công nghiệp mạ điện còn gây ăn
mòn hệ thống cống rãnh , đường ống có nước thải đi qua . Sự thuỷ phân axit sẽ giải
phóng axit béo tạo lớp váng nổi , có khả năng liên kết với nhau gây tắc nghẽn cống
rãnh , đường ống .
I.3 Các phương pháp xử lý nước thải mạ điện
Chất thải chính của quá trình mạ điện là nước thải mạ, tùy các phương pháp
mạ khác nhau mà các chất chứa có hàm lượng các muối kim loại vô cơ khác nhau.
Và trong số các chất thải ngành mạ tới môi trường thì nước thải là nguồn thải có tác
động lớn nhất và nhiều nhất tới môi trường cũng như sức khỏe con người. Có thể
nói việc xử lý nước thải chính là vấn đề cấp thiết nhất của ngành mạ. Hiện nay trên
thế giới và ở Việt Nam đang áp dụng khá nhiều giải pháp để xử lý nước thải mạ:
trao đổi ion, điện hóa, lọc màng Nguyên lý chung của các này đều là loại bỏ các
ion kim loại có trong nước thải gây độc cho môi trường như Zn, Cr, CrO
4
2-
, Ni, Fe,

Cu, Pb, Hg và các chất độc khác như xyanua, các chất hoạt động bề mặt, các chất
hữu cơ phụ gia.
1. Phương pháp oxy hóa – khử và keo tụ
Mục đích của phương pháp này là oxy hóa khử các chất độc có trong nước
thải về dạng không độc hoặc ít độc hơn rồi sau đó thực hiện keo tụ, tách bông keo ra
khỏi nước. Để thực hiện được điều đó, người ta cho thêm vào nước thải các hóa
chất có khả năng ôxy hóa – khử như: FeSO
4
, Na
2
SO
3
, NaHSO
3
, NaOCl Nước sau
khi loại bỏ kim loại nặng còn chứa các muối vô cơ như NaCl. Na
2
SO
4
và thải ra
ngoài còn kết tủa thì được tách ra, làm khô và tái sử dụng hoặc chôn lấp. Phương
pháp này có thể áp dụng ở hầu hết các cơ sở mạ điện. Hiện nay nó phù hợp với điều
kiện kinh tế và kĩ thuật của các cơ sở mạ tại Việt Nam do đó được áp dụng hết sức
rộng rãi. Nhược điểm lớn nhất của phương pháp này đòi hỏi các cơ sở sản xuất phải
có mặt bằng, những cơ sở nhỏ thường khó áp dụng phương pháp này.[20]
2. Phương pháp trao đổi ion
Phương pháp này sử dụng các chất trao đổi ion kim loại trừ các muối tan,
cho ta nước thải sạch có thể tái sử dụng.
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN
Tel (084)38681686 – Fax (084)38692551

23
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải phân xưởng mạ điện công suất 50m
3
/ngày
Nguyễn Ngọc Khánh - Lớp CNMT – K49
Nguyên lý chung để trao đổi ion: nước thải tiếp xúc trực tiếp với nhựa trao
đổi ionit, các cation kim loại nặng và các anion có trong nước thải sẽ trao đổi với
các nhựa này và bị giữ lại trong nhựa còn các ion H
+
hoặc OH
-
của nhựa sẽ chuyển
vào dung dịch nước thải như phương trình sau:
R – H + MeX = R – Me + X (1)
R – OH + X = R – X + OH
-
(2)
R – H, R – OH : Nhựa trao đổi cation, anion
Me
+
: cation trong nước thải
X
-
: ation trong nước thải
Phương pháp trao đổi ion là phương pháp tiên tiến xử lý nước thải xi mạ, vận
hành dễ dàng và chiếm diện tích nhỏ, phù hợp với các cơ sở sản xuất có mặt bằng
nhỏ. Nó không chỉ giúp xử lý triệt để các kim loại nặng mà còn cho phép sử dụng
lại nước thải cho quá trình sản xuất.[ 20]
3. Phương pháp xử lý bằng thẩm thấu ngược
Trong quá trình thẩm thấu ngược, dung dịch được làm đặc (cô đặc) bị ràng

buộc lớn bởi áp suất cao, kết quả là dung môi bị đẩy mạnh qua màng bán thấm đến
vùng dung dịch loãng. Dung dịch được làm đặc trở lên đặc hơn và do vậy có thể tái
sử dụng. Lúc bắt đầu, thẩm thấu ngược được dùng để xử lý nước mặn và khử mặn
nhưng về sau với việc phát minh ra những màng thẩm thấu rẻ hơn và hiệu quả hơn
người ta đã bắt đầu sử dụng vào quá trình xử lý nước thải. Loại màng bán thấm
thông dụng nhất được sử dụng là: xenlulo axetat và các polime thơm.
Thực nghiệm đã chứng tỏ được rằng, màng axetat xenlulo đã loại được muối
Cr
6+
tới 97% và dòng thấm qua liên tục khoảng 725 lít/m
2
.ngày đêm khi pH = 7,6 và
muối Cr
6+
[27].
4. Phương pháp hấp phụ
Hấp phụ bằng than hoạt tính là phương pháp nhiều triển vọng để loại bỏ Cr
3+
và Cr
6+
. Thực nghiệm chứng tỏ rằng có thể loại bỏ 97% muối Cr
3+
và Cr
6+
trong
nước thải bằng phương pháp hấp phụ bởi than hoạt tính. Tốc độ hấp phụ ion tăng
lên theo quy luật số mũ với sự giảm pH. Ngoài ra, thực nghiệm còn chứng tỏ rằng
than hoạt tính hấp phụ tốt hơn rất nhiều khi nồng độ Cr ở mức độ thấp. Thực
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN
Tel (084)38681686 – Fax (084)38692551

24