Thiết kế hệ thống xử lý nước thải xi mạ công suất 30m3/ngày

ĐAMH: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải xi mạ công suất 30m
3
/ngày
GVHD: ThS Dương Thị Thành SVTH: Nguyễn Lê Minh Thao - MSSV: 90102403
MỤC LỤC
1
ĐAMH: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải xi mạ công suất 30m
3
/ngày
GVHD: ThS Dương Thị Thành SVTH: Nguyễn Lê Minh Thao - MSSV: 90102403
Phần I
TÌM HIỂU VỀ
NƯỚC THẢI XI MẠ
I. Công nghệ xử lý bề mặt (xi mạ):
• Công nghệ xử lý bề mặt (xi mạ) thường bao gồm các công đoạn sau:
- Bề mặt của vật liệu cần mạ phải được làm sạch để lớp mạ có độ bám dính cao và
không có khuyết tật. Để làm sạch bề mặt trước hết phải tẩy rửa lớp mỡ bảo quản
trên bề mặt bằng cách tẩy rửa với dung môi hữu cơ hoặc với dung dịch kiềm
nóng. Dung môi thường sử dụng là loại hydrocacbon đã được clo hoá như
tricloetylen, percloetylen. Dung dịch kiềm thường là hỗn hợp của xút, soda,
trinatri photphat, popyphotphat, natri silicat và chất hoạt động bề mặt (tạo nhũ).
- Hoạt hoá bề mặt của vật liệu mạ bằng cách nhúng chúng vào dung dịch axit loãng
(H
2
SO
4
, HCl), nếu mạ với dung dịch chứa xianua (CN) thì chúng được nhúng vào
dung dịch natri xianua.
- Giai đoạn mạ được tiến hành sau đó, dung dịch mạ ngoài muối kim loại còn chứa
axit hoặc kiềm đối với trường hợp mạ có chứa xianua.
Sau từng bước, vật liệu mạ đều được tráng rửa với nước. Một số dung dịch mạ có các

thành phần chủ yếu sau:
o Dung dịch chì: axit + muối chì (II) dạng borflorua hoặc silicoflorua.
o Dung dịch chì- thiếc: axit, muối chì, thiếc (II) dạng borflorua.
o Dung dịch đồng hun: dung dịch xianua trong đó đồng nằm trong phức
xianua và thiếc trong phức hydroxo. Ngoài ra dung dịch còn chứa xianua tự do
(NaCN).
o Dung dịch cadmi: axit + cadmi dạng muối sunfat. Thông dụng hơn là dung
dịch cadmi dạng phức xianua và xianua tự do.
o Dung dịch crôm: axit crômic và axit sunfuric.
o Dung dịch vàng: dung dịch xianua, vàng nằm trong phức NaAu(CN)
2
và
xianua tự do. Có thể sử dụng phức vàng-sunfit.
o Dung dịch đồng: axit + đồng sunfat hoặc đồng borflorua.
o Dung dịch đồng xianua (phức) và xianua tự do, dung dịch đồng dạng
polyphotphat và muối amoni.
o Dung dịch niken: muối niken sunfat, clorua và axit yếu (axit boric) hoặc
dung dịch niken trên nền của axit amonisulfonic.
o Dung dịch bạc: dung dịch bạc xianua hoặc dung dịch bạc thisunfat.
o Dung dịch kẽm: phức kẽm xianua và xianua tự do hoặc kẽm sunfat, clorua
với axit boric hoặc muối amoni làm chất đệm.
2
ĐAMH: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải xi mạ công suất 30m
3
/ngày
GVHD: ThS Dương Thị Thành SVTH: Nguyễn Lê Minh Thao - MSSV: 90102403
• Dây chuyền công nghệ chung của công nghệ xi mạ:
Axit
Muội Au
Muội Ag

Mài nhẵn, đánh bóng
ọc
Tẩy dầu, mỡ
Làm sạch bằng hoá học
và điện hoá
Làm sạch cơ học
Mạ crôm Mạ Niken Mạ kẽm Mạ vàngMạ đồng
Chất làm bóng
NiSO
4
H
3
BO
3
Zn(CN)
2
ZnCl
2
ZnO
NaCN
NaOH
H
3
BO
3
H
2
SO
4
NaCN

CuSO
4
Cu(CN)
2
Cr
6+
Ni
2+
, axit CN
-
, Zn
2+
, axit Cu
2+
, axit CN
-
, axit
Vật cần mạ
Dung môi
NaOH, HCl, H
2
SO
4
Nước thải chứa dầu
mỡ
Hơi dung môi
Bụi kim loại
Bụi, gỉ
Hơi, axit
Axit, kiềm

3
ĐAMH: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải xi mạ công suất 30m
3
/ngày
GVHD: ThS Dương Thị Thành SVTH: Nguyễn Lê Minh Thao - MSSV: 90102403
• Một ví dụ về công nghệ xi mạ phụ tùng xe đạp và xe máy ở thành phố Hồ Chí
Minh:
Nguyên liệu  ngâm HCl  thùng quay NaOH  mài cát  nấu NaOH (tẩy bề
mặt)  mạ Niken  mạ Crôm  ly tâm  sấy khô  thành phẩm.
Dây chuyền mạ
Lò mạ
Bể mạ
II. Lưu lượng và thành phần, tính chất nước thải:
• Nước thải từ xưởng xi mạ có thành phần đa dạng về nồng độ và pH
biến đổi rộng từ rất axit 2-3, đến rất kiềm 10-11. Đặc trưng chung của nước thải
ngành mạ là chứa hàm lượng cao các muối vô cơ và kim loại nặng. Tuỳ theo kim
loại của lớp mạ mà nguồn ô ề nhiễm có thể là Cu, Zn, Cr, Ni,… và cũng tuỳ thuộc
vào loại muối kim loại được sử dụng mà nước thải có chứa các độc tố như xianua,
sunfat, amoni, crômat,… Các chất hữu cơ ít có trong nước thải xi mạ, phần chủ
yếu là chất tạo bông, chất hoạt động bmặt … nên BOD, COD thường thấp và
không thuộc đối tượng xử lý. Đối tượng xử lý chính là các ion vô cơ mà đặc biệt
là các muối kim loại nặng như Cr, Ni, Cu, Fe,…
• Nước thải nên tách riêng thành 3 dòng riêng biệt:
- Dung dịch thải đậm đặc từ các bể nhúng, bể ngâm.
- Nước rửa thiết bị có hàm lượng chất bẩn trung bình (muối kim loại, dầu mỡ và
xà phòng,…
- Nước rửa loãng
4
H
2

SO
4
CrO
3
ĐAMH: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải xi mạ công suất 30m
3
/ngày
GVHD: ThS Dương Thị Thành SVTH: Nguyễn Lê Minh Thao - MSSV: 90102403
• Để an toàn và dễ dàng xử lý, dòng axit crômic và dòng cyanide nên
tách riêng. Chất gây ô nhiễm nước thải xi mạ có thể chia làm vài nhóm sau:
o Chất ô nhiễm độc như cyanide CN
-
, Cr (VI), F
-
,…
o Chất ô nhiễm làm thay đổi pH như dòng axit và kiềm
o Chất ô nhiễm hình thành cặn lơ lửng như hydroxit,
cacbonat và photphat
o Chất ô nhiễm hữu cơ như dầu mỡ, EDTA …
• Các cuộc khảo sát cho thấy các quá trình trong
ngành xử lý kim loại khá đơn giản và tương tự nhau. Nguồn chất thải nguy hại
phát sinh từ quá trình làm mát, lau rửa và đốt cháy dầu. Xử lý kim loại đòi hỏi
một số hoá chất như axit sunfuric, HCl, xút, …để làm sạch bề mặt kim loại trước
khi mạ. Thể tích nước thải được hình thành từ công đoạn rửa bề mặt, làm mát hay
làm trơn các bề mặt kim loại khá lớn, gây ô nhiễm nguồn nước và ảnh hưởng đến
sức khoẻ cộng đồng.
Bảng: Thành phần nước thải cơ sở xi mạ phụ tùng xe gắn máy (CEFINEA, 1996)
Chỉ tiêu Đơn vị Nước thải Ni Nước thải mạ
Cr
Nước thải

ngâm NaOH
pH 5.47 3064 11.49
TDS mg/l 502 82.3 2370
Cl
-
mg/l 100 24 58
SO4
-
mg/l 400 25 38
Alk mgCaCO
3
/l 60 0 1513
Ni mg/l 286 4.3 -
Cr mg/l - 39.6 -
Bảng trên cho thấy nước thải ô nhiễm chủ yếu do các chất kiềm, axit và kim loại nặng
Crôm và niken.
III. Ảnh hưởng của nước thải ngành xi mạ đến môi
trường và con người:
1. Ảnh hưởng đến môi trường:
- Là độc chất đối với cá và thực vật nước
- Tiêu diệt các sinh vật phù du, gây bệnh cho cá và biến đổi các tính chất lí hoá của
nước, tạo ra sự tích tụ sinh học đáng lo ngại theo chiều dài chuỗi thức ăn. Nhiều
công trình nghiên cứu cho thấy, với nồng độ đủ lớn, sinh vật có thể bị chết hoặc
thoái hóa, với nồng độ nhỏ có thể gây ngộ độc mãn tính hoặc tích tụ sinh học, ảnh
hưởng đến sự sống của sinh vật về lâu về dài.
- Ảnh hưởng đến đường ống dẫn nước, gây ăn mòn, xâm thực hệ thống cống rãnh.
- Ảnh hưởng đến chất lượng cây trồng, vật nuôi canh tác nông nghiệp, làm thoái
hoá đất do sự chảy tràn và thấm của nước thải.
- Ảnh hưởng đến hệ thống xử lý nước thải, cần tách riêng nếu không sẽ ảnh hưởng
đến hoạt động của vi sinh vật khi thực hiện xử lý sinh học.

5
ĐAMH: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải xi mạ công suất 30m
3
/ngày
GVHD: ThS Dương Thị Thành SVTH: Nguyễn Lê Minh Thao - MSSV: 90102403
2. Ảnh hưởng đến con người:
Xi mạ là ngành có mật độ gây ô nhiễm môi trường cao bởi hơi hóa chất, nước thải có
chứa các ion kim loại nặng, kim loại độc ảnh hưởng tới sức khỏe con người gây nên
nhiều căn bệnh khó chữa, nguy hiểm tới tính mạng. Nước thải từ các quá trình xi mạ
kim loại, nếu không được xử lý, qua thời gian tích tụ và bằng con đường trực tiếp hay
gián tiếp, chúng sẽ tồn đọng trong cơ thể con người và gây các bệnh nghiêm trọng,
như viêm loét da, viêm đường hô hấp, eczima, ung thư,...
Trong khuôn khổ của Đồ án này chỉ chú trọng vào tính chất gây ô nhiễm môi trường
của nước thải xi mạ do độc tính của Crôm.
3. Độc tính của Crôm:
Mặc dù Crôm tồn tại ở nhiều trạng thái khác nhau, chỉ có Cr(III) và Cr(VI) gây ảnh
hưởng lớn đến sinh vật và con người.
a. Đường xâm nhập và đào thải:
Crôm xâm nhập vào cơ thể theo 3 đường: hô hấp, tiêu hóa và qua da. Cr(VI) được cơ
thể hấp thu dễ dàng hơn Cr(III) nhưng khi vào cơ thể Cr(VI) sẽ chuyển thành dạng
Cr(III). Dù xâm nhập vào cơ thể theo bất cứ đường nào, Crôm cũng được hòa tan
trong máu ở nồng độ 0.001mg/ml, sau đó được chuyển vào hồng cầu và sự hòa tan ở
hồng cầu nhanh hơn 10-20 lần. Từ hồng cầu, Crôm được chuyển vào các tổ chức và
phủ tạng. Crôm gắn với Sidero filing albumin và được giữ lại ở phổi, xương, thận,
gan, phần còn lại thì qua phân và nước tiểu. Từ các cơ quan phủ tạng, Crôm lại được
hòa tan dần vào máu, rồi được đào thải qua nước tiểu từ vài tháng đến vài năm. Do đó
nồng độ Crôm trong máu và nước tiểu biến đổi nhiều và kéo dài.
b. Tác động đến sức khoẻ:
Qua ngiên cứu người ta thấy Crôm có vai trò sinh học như chuyển hóa glucose,
protein, chất béo ở động vật hữu nhũ. Dấu hiệu của thiếu hụt Crôm ở người gồm có

giảm cân, cơ thể không thể loại đường ra khỏi máu, thần kinh không ổn định. Tuy
nhiên với hàm lượng cao Crôm làm giảm protein, axit nucleic và ức chế hệ thống men
cơ bản.
Cr(VI) độc hơn Cr(III). IARC đã xếp Cr(VI) vào nhóm 1, Cr(III) vào nhóm 3 đối với
các chất gây ung thư. Hít thở không khí có nồng độ Crôm (ví dụ axit crômic hay
Cr(III) trioxit) cao (>2μg/m
3
) gây kích thích mũi làm chảy nước mũi, hen suyễn dị
ứng, ung thư (khi tiếp xúc với Crôm có nồng độ cao hơn 100-1000 lần nồng độ trong
môi trường tự nhiên). Ngoài ra Cr(VI) còn có tính ăn mòn, gây dị ứng, lở loét khi tiếp
xúc với da.
c. Nồng độ giới hạn:
 US. EPA giới hạn nồng độ tối đa cho phép của Cr(VI) và Cr(III)
trong nước uống là 100 μg/l.
 Quy định của SHA về nồng độ của Crôm trong không khí tại nơi
làm việc là:
6
ĐAMH: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải xi mạ công suất 30m
3
/ngày
GVHD: ThS Dương Thị Thành SVTH: Nguyễn Lê Minh Thao - MSSV: 90102403
o Giới hạn tiếp xúc nghề nghiệp cho ngày làm việc 8 giờ, tuần
làm việc 40 giờ là 500 μg/m
3
đối với Crôm tan trong nước và 1000 μg/m
3
đối
với Crôm kim loại và muối không tan.
o Nồng độ của Crôm trioxit (axit crômic) và các hợp chất của
Cr(VI) trong không khí tại nơi làm việc không cao hơn 52 μg Cr(VI)/m

3
cho
ngày làm việc 10 giờ, tuần 40 giờ.
 NIOSH xem tất cả hợp chất Cr(VI) có tiềm năng gây ung thư nghề nghiệp và đưa
ra giới hạn nồng độ tiếp xúc là 1 μg Cr(VI)/m
3
cho ngày làm việc 10 giờ, tuần 40
giờ.
IV. Hiện trạng ô nhiễm môi trường do công nghiệp
xi mạ tại Việt Nam:
• Kết quả các nghiên cứu gần đây về hiện trạng môi trường ở nước ta cho
thấy, hầu hết các nhà máy, cơ sở xi mạ kim loại có quy mô vừa và nhỏ, áp dụng
công nghệ cũ và lạc hậu, lại tập trung chủ yếu tại các thành phố lớn, như Hà Nội,
Hải Phòng, TP.HCM, Biên Hoà (Đồng Nai) ... Trong quá trình sản xuất, tại các cơ
sở này (kể cả các nhà máy quốc doanh hoặc liên doanh với nước ngoài), vấn đề xử
lý ô nhiễm môi trường còn chưa được xem xét đầy đủ hoặc việc xử lý còn mang
tính hình thức, chiếu lệ, bởi việc đầu tư cho xử lý nước thải khá tốn kém và việc
thực thi Luật Bảo vệ môi trường chưa được nghiêm minh.
• Nước thải mạ thường gây ô nhiễm bởi các kim loại nặng, như crôm,
niken ... và độ pH thấp. Phần lớn nước thải từ các nhà máy, các cơ sở xi mạ được
đổ trực tiếp vào cống thoát nước chung của thành phố mà không qua xử lý triệt
để, đã gây ô nhiễm cục bộ trầm trọng nguồn nước.
• Kết quả khảo sát tại một số nhà máy cơ khí ở Hà Nội cho thấy, nồng độ
chất độc có hàm lượng các ion kim loại nặng, như crôm, niken, đồng ... đều cao
hơn nhiều so với tiêu chuẩn cho phép; một số cơ sở mạ điện tuy có hệ thống xử lý
nước thải nhưng chưa chú trọng đầy đủ đến các thông số công nghệ của quá trình
xử lý để điều chỉnh cho phù hợp khi đặc tính của nước thải thay đổi. Tại
TP.HCM, Bình Dương và Đồng Nai, kết quả phân tích chất lượng nước thải của
các nhà máy, cơ sở xi mạ điển hình ở cả 3 địa phương này cho thấy, hầu hết các
cơ sở đều không đạt tiêu chuẩn nước thải cho phép: hàm lượng chất hữu cơ cao,

chỉ tiêu về kim loại nặng vượt nhiều lần tiêu chuẩn cho phép, COD dao động
trong khoảng 320 - 885mg/lít do thành phần nước thải có chứa cặn sơn, dầu
nhớt ....
• Hơn 80% nước thải của các nhà máy, cơ sở xi mạ không được xử lý. Chính
nguồn thải này đã và đang gây ô nhiễm nghiêm trọng đến môi trường nước mặt,
ảnh hưởng đáng kể chất lượng nước sông Sài Gòn và sông Đồng Nai. Ước tính,
lượng chất thải các loại phát sinh trong ngành công nghiệp xi mạ trong những năm
tới sẽ lên đến hàng ngàn tấn mỗi năm. Điều này cho thấy các khu vực ô nhiễm và
suy thoái môi trường ở nước ta sẽ còn gia tăng nếu không kịp thời đưa ra các biện
pháp hữu hiệu.
7
ĐAMH: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải xi mạ công suất 30m
3
/ngày
GVHD: ThS Dương Thị Thành SVTH: Nguyễn Lê Minh Thao - MSSV: 90102403
Phần 2
LỰA CHỌN VÀ ĐỀ XUẤT
PHƯƠNG PHÁP VÀ CÔNG NGHỆ
XỬ LÝ
I. Giới thiệu các phương pháp và công
nghệ xử lý nước thải xi mạ:
Phương pháp xử lý nước thải xi mạ phổ biến nhất là dùng phương pháp hoá học rồi
đến trao đổi ion, phương pháp chưng cất, phương pháp điện thẩm tích. Chọn phương
pháp nào là tuỳ chỉ tiêu kinh tế - kĩ thuật cho phép, điều kiện môi trường địa phương,
yêu cầu, mục đích dùng lại hoặc thải thẳng ra môi trường… Chọn phương pháp nào
cũng phải bảo đảm chất lượng môi trường theo TCVN 5945- 1995.
1. Phương pháp kết tủa:
Quá trình kết tủa thường được ứng dụng cho xử lý nứơc thải chứa kim loại nặng. Kim
loại nặng thường kết tủa ở dạng hydroxit khi cho chất kiềm hóa (vôi, NaOH, Na
2

CO
3
,
…) vào để đạt đến giá trị pH tương ứng với độ hoà tan nhỏ nhất. Giá trị pH này thay
đổi tuỳ theo kim loại. Độ hoà tan nhỏ nhất của Crôm ở pH 7.5 và kẽm là 10.2. Ở
ngoài giá trị đó, hàm lượng hoà tan tăng lên.
Khi xử lý kim loại, cần thiết xử lý sơ bộ để khử đi các chất cản trở quá trình kết tủa.
Thí dụ như cyanide và ammonia hình thành các phức với nhiều kim loại làm giảm
hiệu quả quá trình kết tủa. Cyanide có thể xử lý bằng chlorine hoá-kiềm, ammonia có
thể khử bằng phương pháp chlorine hoá điểm uốn (breakthrough point), tách khí (air
stripping) hoặc các phương pháp khác trước giai đoạn khử kim loại.
Trong xử lý nước thải công nghiệp, kim loại nặng có thể loại bỏ bằng quá trình kết
tủa hydroxit với chất kiềm hóa, hoặc dạng sulfide hay carbonat.
Một số kim loại như arsenic hoặc cadmium ở nồng độ thấp có thể xử lý hiệu quả khi
cùng kết tủa với phèn nhôm hoặc sắt. Khi chất lượng đầu ra đòi hỏi cao, có thể áp
dụng quá trình lọc để loại bỏ các cặn lơ lửng khó lắng trong quá trình kết tủa.
Đối với Crôm VI (Cr
6+
), cần thiết tiến hành khử Cr
6+
thành Cr
3+
và sau đó kết tủa với
vôi hoặc xút. Hoá chất khử thông thường cho xử lý nước thải chứa Crôm là ferrous
sulphate (FeSO
4
), sodium-meta-bisulfit, hoặc sulfur dioxit. Ferrous sulphate (FeSO
4
),
sodium-meta-bisulfit có thể ở dạng rắn hoặc dung dịch. SO

2
ở dạng khí nén trong các
bình chịu áp. Quá trình khử hiệu quả trong môi trường pH thấp. Vì vậy các hoá chất
khử sử dụng thường là các chất mang tính axit mạnh. Trong quá trình khử, Fe
2+
sẽ
chuyển thành Fe
3+
. Nếu sử dụng meta-bisulfit hoặc sulfur dioxit, ion SO
3
2-
chuyển
thành SO
4
2-
.
Phản ứng tổng quát như sau:
8
ĐAMH: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải xi mạ công suất 30m
3
/ngày
GVHD: ThS Dương Thị Thành SVTH: Nguyễn Lê Minh Thao - MSSV: 90102403
Cr
6+
+ Fe
2+
+ H
+
 Cr
3+

+ Fe
3+
Cr
6+
+ Na
2
S
2
O
3
(hoặc SO
2
) + H
+
 Cr
3+
+ SO
4
2-
Cr
3+
+ 3OH
-
 Cr(OH)
3

Trong phản ứng oxy hoá khử, ion Fe
2+
phản ứng với Cr
6+

, khử Cr
6+
thành Cr
3+
và oxy
hoá Fe
2+
thành Fe
3+
. Phản ứng xảy ra nhanh hơn ở pH nhỏ hơn 3. Axit có thể được
thêm vào để đạt pH thích hợp. Sử dụng FeSO
4
là tác nhân khử có điểm bất lợi khối
lượng bùn sinh ra khá lớn do cặn Fe(OH)
3
tạo thành khi cho chất kiềm hoá vào. Để
thu được phản ứng hoàn toàn, cần thiết phải thêm lượng FeSO
4
dư, khoảng 2.5 lần so
với hàm lượng tính toán trên lí thuyết.
Lượng axit cần thiết cho quá trình khử Cr
6+

phụ

thuộc vào độ axit của nước thải
nguyên thuỷ, pH của phản ứng khử và loại hoá chất sử dụng.
Xử lý từng mẻ (batch treatment) ứng dụng có hiệu quả kinh tế, khi nhà máy xi mạ có
lưu lượng nước thải mỗi ngày ≤ 100m
3

/ngày. Trong xử lý từng mẻ cần dùng hai loại
bể có dung tích tương đương lượng nước thải trong một ngày Q
ngày
. Một bể dùng xử
lý, một bể làm đầy.
Khi lưu lượng ≥ 100m
3
/ngày, xử lý theo mẻ không khả thi do dung tích bể lớn. Xử lý
dòng chảy liên tục đòi hỏi bể axit và khử, sau đó qua bể trộn chất kiềm hoá và bể
lắng. Thời gian lưu nước trong bể khử phụ thuộc vào pH, thường lấy tối thiểu 4 lần so
với thời gian phản ứng lý thuyết. Thời gian tạo bông thường lấy khoảng 20 phút và
tải trọng bể lắng không nên lấy ≥ 20m
3
/ngày.
Trong trường hợp nước rửa có hàm lượng crôm thay đổi đáng kể, cần thiết có bể điều
hoà trước bể khử để giảm thiểu dao động cho hệ thống châm hoá chất.
2. Phương pháp trao đổi ion:
Phương pháp này thường được ứng dụng cho xử lý nước thải xi mạ để thu hồi Crôm.
Để thu hồi axit crômic trong các bể xi mạ, cho dung dịch thải axit crômic qua cột trao
đổi ion resin cation (RH
mạnh
) để khử các ion kim loại (Fe, Cr
3+
,
Al,…). Dung dịch sau
khi qua cột resin cation có thể quay trở lại bể xi mạ hoặc bể dự trữ. Do hàm lượng
Crôm qua bể xi mạ khá cao (105-120kg CrO
3
/m
3

), vì vậy để có thể trao đổi hiệu quả,
nên pha loãng nước thải axit crômic và sau đó bổ sung axit crômic cho dung dịch thu
hồi.
Đối với nước thải rửa, đầu tiên cho qua cột resin cation axit mạnh để khử các kim
loại. Dòng ra tiếp tục qua cột resin anion kiềm mạnh để thu hồi crômat và thu nước
khử khoáng. Cột trao đổi anion hoàn nguyên với NaOH. Dung dịch qua quá trình
hoàn nguyên là hỗn hợp của Na
2
CrO
4
và NaOH. Hỗn hợp này cho chảy qua cột trao
đổi cation để thu hồi H
2
CrO
4
về bể xi mạ. Axit crômic thu hồi từ dung dịch đã hoàn
nguyên có hàm lượng trung bình từ 4-6%. Lượng dung dịch thu được từ giai đoạn
hoàn nguyên cột resin cation cần phải trung hoà bằng các chất kiềm hoá, các kim loại
trong dung dịch kết tủa và lắng lại ở bể lắng trước khi xả ra cống.
3. Phương pháp điện hóa:
Dựa trên cơ sở của quá trình oxy hoá khử để tách kim loại trên các điện cực nhúng
trong nước thải chứa kim loại nặng khi cho dòng điện một chiều chạy qua. Phương
9
ĐAMH: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải xi mạ công suất 30m
3
/ngày
GVHD: ThS Dương Thị Thành SVTH: Nguyễn Lê Minh Thao - MSSV: 90102403
pháp này cho phép tách các ion kim loại ra khỏi nước mà không cần cho thêm hoá
chất, tuy nhiên thích hợp cho nước thải có nồng độ kim loại cao (> 1g/l)
4. Phương pháp sinh học:

Dựa trên nguyên tắc một số loài thực vật, vi sinh vật trong nước sử dụng kim loại như
chất vi lượng trong quá trình phát triển khối như bèo tây, bèo tổ ong, tảo,… Với
phương pháp này, nước thải phải có nồng độ kim loại nặng nhỏ hơn 60 mg/l và phải
có đủ chất dinh dưỡng (nitơ, phốtpho,…) và các nguyên tố vi lượng cần thiết khác
cho sự phát triển của các loài thực vật nước như rong tảo. Phương pháp này cần có
diện tích lớn và nước thải có lẫn nhiều kim loại thì hiệu quả xử lý kém.
II. Đề xuất công nghệ:
1. Đặc điểm thành phần ô nhiễm của nước thải:
THÔNG SỐ ĐƠN VỊ NƯỚC THẢI NƯỚC THẢI SAU
XỬ LÝ
Lưu lượng m
3
/ngày 30 30
pH 4 6-9
Oil mg/l 34-65 Vết
Cr
3+
mg/l 55-73 <1.0
Cr
6+
mg/l 40-52 <0.1
Yêu cầu đầu ra của nước thải đạt tiêu chuẩn thải loại B.
2. Sơ đồ công nghệ:
FeSO
4
NaOH H
2
SO
4
Thiết bị vớt dầu mỡ

Nước thải


Nước sạch
10
Bể phản ứng+
lắng kết hợp
Bể điều hòa Bể chứa
trung gian
Thiết bị trao
đổi ion
Sân phơi bùn
Hố thu gom
ĐAMH: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải xi mạ công suất 30m
3
/ngày
GVHD: ThS Dương Thị Thành SVTH: Nguyễn Lê Minh Thao - MSSV: 90102403
3. Thuyết minh công nghệ:
Nước thải từ nhà máy xi mạ được thu gom lại tại hố thu gom. Nước thải tiếp tục được
bơm sang bể điều hoà lưu lượng, tại đây nước thải sẽ ổn định về lưu lượng, đồng thời
được loại bỏ lượng dầu mỡ do bố trí kết hợp thiết bị vớt dầu mỡ với thời gian lưu
nước là 5h. Sau đó nước thải được đưa sang bể phản ứng và lắng kết hợp. Tại đây
trước tiên châm dung dịch H
2
SO
4
để hạ pH xuống còn 2.1-2.3 (là pH để tạo điều kiện
cho quá trình oxy hóa Cr
6+
), sau đó châm FeSO

4
nhằm oxy hoá lượng Cr
6+
thành Cr
3+
,
khuấy trong 5-10 phút với tốc độ khoảng 8 vòng/phút, ngưng khuấy và để yên trong
5-10 phút cho phản ứng xảy ra. Sau đó châm dung dịch NaOH để tạo kết tủa
Cr(OH)
3
, khuấy trong 5-10 phút, tốc độ khuấy như khi châm FeSO
4
, sau đó giảm tốc
độ khuấy còn 20 vòng/giờ để thực hiện lắng. Quá trình lắng xảy ra trong vòng 4 giờ.
Phần nước trong qua 3 van xả xuống bể chứa và được bơm qua thiết bị trao đổi ion
(cột trao đổi ion) nhằm xử lý nốt những ion còn sót lại sau bể phản ứng và lắng. Nước
ra từ cột trao đổi ion là nước sạch đạt tiêu chuẩn thải loại B, được đưa đến nguồn tiếp
nhận.
11
ĐAMH: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải xi mạ công suất 30m
3
/ngày
GVHD: ThS Dương Thị Thành SVTH: Nguyễn Lê Minh Thao - MSSV: 90102403
Phần 3:
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ
CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ
Các thông số của nước thải theo đề bài:
THÔNG SỐ ĐƠN VỊ NƯỚC THẢI NƯỚC THẢI
SAU XỬ LÝ
Lưu lượng m

3
/ngày 30 30
pH 4 6-9
Oil mg/l 34-65 Vết
Cr
3+
mg/l 55-73 <1.0
Cr
6+
mg/l 40-52 <0.1
1. Hố thu gom:
-1.00
-2.80
a. Nhiệm vụ:
Mục đích là nơi thu gom nước thải về một nơi để tiện cho việc xử lý, giúp các công
trình sau không phải thiết kế âm sâu dưới đất.
b. Hình dạng-kích thước:
Hố thu gom được thiết kế hình chữ nhật, đặt âm dưới đất, miệng hố cách mặt đất
khoảng 1m.
Vật liệu xây dựng: bê tông cốt thép. Thành hố dày 10cm.
12