công nghệ xử lý nước thải mạ nhúng kẽm

Tiểu luận môn học
Tiểu luận môn học
Công nghệ xử lý nước thải
Công nghệ xử lý nước thải
mạ nhúng kẽm
mạ nhúng kẽm


Nhóm thực hiện:
Nhóm thực hiện:
nhóm 1
nhóm 1
Giáo viên giảng dậy:
Giáo viên giảng dậy:
PGS.TS. Trịnh Thị
PGS.TS. Trịnh Thị
Thanh
Thanh
•
Xử lý nước thải từ công nghệ mạ nhúng kẽm tại các cơ sở cơ khí
luôn là vấn đề được nhiều người trong nghề, các chuyên gia môi
trường và cả những người dân sống xung quanh các cơ sở này quan
tâm
•
Do đặc thù của loại nước thải này là có chứa dung dich axit với nồng
độ tương đối cao và có chứa các kim loại nặng như Fe, kẽm, crôm …
•
Nước thải từ các quá trình xi mạ kim loại, nếu thải ra môi trường mà
không qua xử lý, qua thời gian tích tụ và bằng con đường trực tiếp
hay gián tiếp, chúng sẽ tích luỹ trong cơ thể con người gây lên những
bệnh nghiêm trọng như viêm loét da, viêm đường hô hấp, eczima,

ung thư …
Nước
ZnCl
2
400g/l
NH
4
Cl 200g/l
Cr
2
O
3
1g/l
Nước thải chứa
Axit, Fe…
Nước thải chứa
Zn
2+
, NH
4
+
Hơi nước
Nước thải
Nước thải chứa Cr
3+
Nhúng HCl 5-8%
(Tẩy axit)
Đánh cỏ học
Rửa nước
Bể trợ dung

Sấy khô (100
o
C)
Nhiệt hoá (450
o
C)
Làm mát bằng nước
Thụ động hoá
Sản phẩm
Vật liệu mạ
Sơ đồ quy trình mạ theo phương pháp nhúng
Nước thải công nghệ mạ có thể chia thành các nhóm sau:
•
Chất ô nhiễm hình thành dạng lơ lửng: hydroxit, cacbonat
•
Các tác nhân gây ô nhiễm là các kim loại nặng và xianua
•
Chất ô nhiễm hữu cơ, dầu mỡ
Đối với cơ sở sản xuất lớn, lưu lượng nước thải phân luồng đến các bể
chứa theo qui trình công nghệ và xử lý riêng rẽ trước khi tập trung xử lý
triệt để rồi thải ra môi trường hoặc tái sử dụng một cách thích hợp
Đối với các cơ sở qui mô vừa và nhỏ, nước thải từ các bể mạ khác
nhau có thể đưa về bể chứa chung để tiến hành xử lý, vì lưu luợng nước
thải ra nhỏ và lượng hoá chất sử dụng không lớn
Công nghệ xử lý
Phương pháp đông keo tụ và kết tủa hoá học
Phương pháp này dựa trên phản ứng hoá học giữa các chất đưa vào
nước thải với kim loại cần tách, ở pH thích hợp sẽ tạo thành chất kết tủa và
được tách ra khỏi nước bằng phương pháp lắng.
Thông thường người ta sử dụng các chất kiềm tính như NaOH, Ca(OH)

2

cho vào nước thải. Khi đó quá trình kết bông và sa lắng xảy ra. Các kim loại
có trong nước thải sẽ tồn tại dưới dạng kết tủa hydroxit, các kết tủa này kéo
theo các chất lơ lửng trong nước và lắng xuống dưới đáy.

M + OH
-
 MOH
Bể lắng
Bể điều hoà
Điều khiển pH 1
H
2
SO
4
Điều khiển pH 1
Bồn
phản
ứng
Ca(OH)
2
Bùn thải
Nước đã xử lý
Nước thải
Polyme
Sơ đồ nguyên lý hệ thống xử lý
Bể điều hoà
Điều khiển pH 1
Nước thải

Bồn
phản
ứng
H
2
SO
4
•
Nước thải từ qui trình sản xuất thải ra được tập trung về bể điều hoà, tại đây
nước sẽ được trung hoà axit bằng hệ thống định lượng bazơ tự động.
•
Tiếp đó nước từ bể điều hoà được dẫn sang bể phản ứng, đồng thời cho
thêm dung dich FeSO
4
, NaHSO
3
và điều chỉnh pH bằng axit H
2
SO
4
xuống
khoảng 1- 3. Khi đó nước thải chứa Cr
6+
bị khử thành Cr
3+
. Cần phải tính toán
lượng NaHSO
3
và H
2

SO
4
thêm vào sao cho quá trình khử Crôm hoàn toàn.
(theo tính toán thì: tỷ lệ 1kg CrO
3
cần 1,6kg NaHSO
3
và 0,76kg H
2
SO
4
)
Phương trình: 2H
2
CrO
4
+ 6H
2
SO
4
+ 6FeSO
4
= Cr
2
(SO
4
)
3
+ 3Fe
2

(SO
4
)
3
+8H
2
O
Hoặc 4H
2
CrO
4
+ 3H
2
SO
4
+ 6NaHSO
3
= 2Cr
2
(SO4)
3
+ 3Na
2
(SO4) +10H
2
O
Điều khiển pH 1
Bồn
phản
ứng

Ca(OH)
2
Polyme
Bể lắng
Nước thải tiếp tục được dẫn qua bể lắng, cho Ca(OH)
2
để điều chỉnh
pH = 7- 9. Khuấy đều trong khoảng 15 phút bằng máy khuấy tạo điều kiện
cho các ion kết tủa dưới dạng hydroxit kim loại. Cho thêm polyme tan trong
nước như tinh bột, polysaccarit, polyacrylamit… làm tăng khả năng kết
bông, keo tụ
Các phương trình phản ứng:
Ni
2+
+ 2OH
-
= Ni(OH)
2
Fe
2+
+ 2OH
-
= Fe(OH)
2
Fe
3+
+ 3OH
-
= Fe(OH)
3

Cr
3+
+ 3OH
-
= Cr(OH)
3
H
+
+ OH
-
= H
2
O
Bể lắng
Bùn thải
Nước đã xử lý
Nước từ bể lắng này được dẫn qua các bể lắng
tiếp theo để bông cặn. Tiếp đó nước đựoc dẫn qua
tháp lọc để loại hết các cặn còn sót lại, sau đó nước
dẫn vào bể chứa nước sạch phục vụ cho quá trình tái
sản xuất.
Mô hình tháp lọc
Hiệu quả xử lý
Ứng dụng công nghệ này xử lý nước thải nhà máy mạ nhúng kẽm tại
Xí nghiệp cơ khí mạ Đà Nẵng
TT Thông số Nồng độ (mg/l) Hiệu suất TCVN
ô nhiễm Trước xử lý Sau xử lý xử lý (%) 5945-1995
1 pH 1,4-1,6 8,5-9 5,5-9
2 Sắt (mg/l) 5050 3 99.9 5

3 Kẽm (mg/l) 150 0,1 99,9 2
4 Crom (mg/l) 0,001 0,1

Ưu điểm của phương pháp
•
Loại bỏ được các kim loại nặng có trong nước thải, làm giảm độ
đục và các thành phần rắn lơ lửng. Bên cạnh đó con làm giảm các
chất ô nhiễm khác như dầu mỡ, COD, BOD …
•
Hiệu quả xử lý của phương pháp này rất cao có thể đạt tới 80% đối
với Cu, 90% đối với Pb và 98% đối với Cd (nguồn: G.M.Ayoub, 2001)
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xử lý
1. pH
2. Thời gian
3. Lượng chất trợ lắng
1- pH
Phạm vi pH cho quá trình kết tủa của các hợp chất kim loại là khác
nhau. Chẳng hạn đối với chì và cadmi, ở giá trị pH cao (10,5 đến 12) kết tủa
dưới dạng hydroxit và ở pH thấp hơn (7 đến 10) thì kết tủa dưới dạng muối
cacbonat. Còn đối với các kim loại lưỡng tính như crom, kẽm thì kết tủa ở
pH cao hơn (11 đến 12).
pH  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12
Pb
2+
<0,5mg/l                    
Cd
2+
<0,2mg/l                    
Ni
2+

<0.5mg/l                    
Zn
2+
,2mg/l                    
Fe
2+
<3mg/l                    
Cu
2+
<0.5mg/l                    
Cr
3+
<0.5mg/l                    
Al
3+
<3mg/l                    
Sn
2+
<2mg/l                    
Fe
3+
<3mg/l                    
pH  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12
kết tủa với NaOH Kết tủa với Ca(OH)2

Kết tủa với sôđa
Phạm vi pH cho quá trình kết tủa một số kim loại
2- Thời gian
Thời gian rất quan trọng cho quá trình kết tủa và lắng, quá
trình sử lý không đạt hiệu quả mong muốn khi quá trình kết tủa

chua sảy ra hoàn toàn. Ta thường chú ý đến quá trình kết tủa
của Fe để xác định thời gian tối ưu cho qui trình.
3- Lượng chất trợ lắng
Quá trình làm trong nước chỉ sảy ra khi dùng lượng polyme tối ưu, còn
khi lượng polyme quá dư, hạt keo lơ lửng lại tái bền và làm cho nước có độ
đục. Ta có thể giải thích hiện tượng đó theo cơ chế sau ( Ngô Tiến Phúc, 2001)
Hạt hoặc chùm hạt lơ lửng không tan:
Phân tử polyme đa điện ly:
Sự tương tác của chung có thể diễn ra theo cơ chế sau
•
Phản ứng 1: (khi liều lượng polyme tối ưu): hấp phụ sơ cấp
+
•
Phản ứng 2a: Kết bông
•
Phản ứng 2b: (hấp phụ thứ cấp) không kết bông
Hạt tái ổn định
•
Phản ứng 3:( Liều lượng polyme quá dư) không kết
bông
+
Hạt bền
Polyme dư
lượng
Xin chân thành cảm ơn!