Đánh Giá Hiệu Quả Áp Dụng Hệ Thống Xư Lý Nước Thải Tại Nhà Máy Hóa Chất 21 Tỉnh Phú Thọ

HỌC VIỆN NƠNG NGHIỆP VIỆT NAM
KHOA MƠI TRƯỜNG
---------------------------------

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ ÁP DỤNG HỆ THỐNG XỬ LÝ
NƯỚC THẢI TẠI NHÀ MÁY HÓA CHẤT 21
XÃ PHÚ HỘ, THỊ XÃ PHÚ THỌ, TỈNH PHÚ THỌ

Người thực hiện

: TRẦN KHÁNH LINH

Lớp

: K57 – MTD

Khóa

: 57

Ngành

: MƠI TRƯỜNG

Giáo viên hướng dẫn

: TS NGUYỄN THANH LÂM
TS VÕ HỮU CÔNG

HÀ NỘI - 2016


HỌC VIỆN NƠNG NGHIỆP VIỆT NAM
KHOA MƠI TRƯỜNG
---------------------------------

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ ÁP DỤNG HỆ THỐNG XỬ LÝ
NƯỚC THẢI TẠI NHÀ MÁY HÓA CHẤT 21
XÃ PHÚ HỘ, THỊ XÃ PHÚ THỌ, TỈNH PHÚ THỌ

Người thực hiện

: TRẦN KHÁNH LINH

Lớp

: K57 – MTD

Khóa

: 57

Ngành

: MƠI TRƯỜNG

Giáo viên hướng dẫn

: TS NGUYỄN THANH LÂM
TS VÕ HỮU CÔNG

Địa điểm thực tập

: Cơng ty TNHH MTV hóa chất 21
Xã Phú Hộ, Tx Phú Thọ, Phú Thọ

HÀ NỘI - 2016


LỜI CẢM ƠN
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới Thầy giáo
TS. Nguyễn Thanh Lâm và Thầy giáo TS. Võ Hữu Cơng đã tận tình hướng
dẫn và tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp đỡ tơi trong quá trình học tập, nghiên
cứu và hoàn thành khóa luận tốt nghiệp.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban giám hiệu cùng các thầy
cô giáo khoa Môi trường trường Học viện Nông nghiệp Việt Nam; Ban lãnh
đạo, các cán bộ phòng An toàn Công ty TNHH một thành viên Hóa chất 21 đã
động viên và tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi học tập, nghiên cứu và hoàn
thành khóa luận tốt nghiệp “ Đánh giá hiệu quả hệ thống xử lý nước thải tại
nhà máy hóa chất 21 xã Phú hộ, thị xã Phú Thọ, tỉnh Phú Thọ”.
Nhân dịp này cho tôi gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè đã
đợng viên, giúp đỡ tôi hoàn thành khóa luận này.
Hà Nội, ngày

tháng

năm 2016

Sinh viên
Trần Khánh Linh

iii


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu trong khóa luận
này là hoàn toàn trung thực và chưa từng sử dụng hoặc công bố trong bất kỳ
cơng trình nào khác. Mọi thơng tin trích dẫn trong luận văn này đều được ghi
rõ nguồn gốc.
Hà Nội, ngày

tháng

năm 2016

Sinh viên

Trần Khánh Linh

iv


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN..................................................................................................iii
LỜI CAM ĐOAN.............................................................................................iv
MỤC LỤC.........................................................................................................v
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT..............................................................ix

DANH MỤC CÁC BẢNG................................................................................x
DANH MỤC HÌNH.........................................................................................xi
MỞ ĐẦU...........................................................................................................1
1. Tính cấp thiết của đề tài...........................................................................1
1. Tính cấp thiết của đề tài................................................................................1
2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài.................................................................2
2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài......................................................................2
3. Yêu cầu nghiên cứu của đề tài..................................................................2
3. Yêu cầu nghiên cứu của đề tài.......................................................................2
Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU................................................................3
1.1. Các phương pháp xử lý nước thải hiện nay...........................................3
1.1. Các phương pháp xử lý nước thải hiện nay................................................3
1.1.1. Khái niệm về nước thải...................................................................3
1.1.1. Khái niệm về nước thải...........................................................................3
1.2. Công nghệ xử lý nước thải mạ kim loại................................................3
1.2. Công nghệ xử lý nước thải mạ kim loại.....................................................3
1.2.1. Đặc trưng của nước thải mạ kim loại..............................................3
1.2.1. Đặc trưng của nước thải mạ kim loại......................................................3
1.2.2.Các phương pháp thường được dùng trong xử lý nước thải mạ kim
loại.............................................................................................................9
1.2.2.Các phương pháp thường được dùng trong xử lý nước thải mạ kim loại 9
1.3. Quá trình xử lý nước thải mạ kim loại................................................15
1.3. Quá trình xử lý nước thải mạ kim loại.....................................................15
1.3.1. Thuyết minh công nghệ.................................................................15
1.3.1. Thuyết minh công nghệ.........................................................................15

v


1.3.2. Giải pháp quản lý tối ưu................................................................16

1.3.2. Giải pháp quản lý tới ưu........................................................................16
1.3.3. Tồn tại thường gặp trong qúa trình xử lý nước thải mạ kim loại. .17
1.3.3. Tồn tại thường gặp trong qúa trình xử lý nước thải mạ kim loại..........17
1.4. Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải......................................................17
1.4. Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải...........................................................17
1.4.1. Phương pháp đánh giá...................................................................17
1.4.1. Phương pháp đánh giá...........................................................................17
1.4.2. Chỉ tiêu đánh giá............................................................................18
1.4.2. Chỉ tiêu đánh giá....................................................................................18
Chương 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
.........................................................................................................................19
2.1. Đối tượng nghiên cứu..........................................................................19
2.1. Đối tượng nghiên cứu...............................................................................19
2.2. Phạm vi nghiên cứu.............................................................................19
2.2. Phạm vi nghiên cứu..................................................................................19
2.3. Nội dung nghiên cứu...........................................................................19
2.3. Nội dung nghiên cứu................................................................................19
2.4. Phương pháp nghiên cứu.....................................................................19
2.4. Phương pháp nghiên cứu..........................................................................19
Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.......................................................22
3.1. Khái quát về công ty TNHH một thành viên hóa chất 21...................22
3.1. Khái quát về công ty TNHH mợt thành viên hóa chất 21........................22
3.1.1. Quá trình hình thành và phát triển của cơng ty.............................23
3.1.1. Quá trình hình thành và phát triển của cơng ty.....................................23
3.1.2. Hình thức tổ chức quản lý của các phòng, xí nghiệp chức năng:..27
3.1.2. Hình thức tổ chức quản lý của các phòng, xí nghiệp chức năng:..........27
3.1.3. Các sản phẩm của nhà máy hóa chất 21........................................30
3.1.3. Các sản phẩm của nhà máy hóa chất 21................................................30
3.1.4. Các dây chuyền sản xuất chính gồm có:.......................................31
3.1.4. Các dây chùn sản x́t chính gồm có:...............................................31

3.2. Cơng nghệ mạ của nhà máy hóa chất 21.............................................32

vi


3.2. Công nghệ mạ của nhà máy hóa chất 21..................................................32
3.2.1.Sơ đồ cơng nghệ mạ.......................................................................34
3.2.1.Sơ đồ cơng nghệ mạ...............................................................................34
3.2.2. Thút trình sơ đồ cơng nghệ mạ..................................................34
3.2.2. Thút trình sơ đồ cơng nghệ mạ..........................................................34
3.3. Công nghệ xử lý nước thải mạ kim loại của nhà máy hóa chất 21.....39
3.3. Công nghệ xử lý nước thải mạ kim loại của nhà máy hóa chất 21..........39
3.3.1. Khái quát về hệ thống xử lý nước thải mạ kim loại của nhà máy
hóa chất 21...............................................................................................39
3.3.1. Khái quát về hệ thống xử lý nước thải mạ kim loại của nhà máy hóa
chất 21.............................................................................................................39
3.3.2. Quy trình cơng nghệ hệ thớng xử lý nước thải..............................41
3.3.2. Quy trình cơng nghệ hệ thống xử lý nước thải......................................41
3.3.3. Thuyết minh công nghệ xử lý nước thải........................................42
3.3.3. Thuyết minh công nghệ xử lý nước thải................................................42
3.4. Diễn biến chất lượng nước thải đầu vào và đầu ra của hệ thống xử lý
nước thải......................................................................................................45
3.4. Diễn biến chất lượng nước thải đầu vào và đầu ra của hệ thống xử lý
nước thải..........................................................................................................45
3.5.Đánh giá hiệu xử lý nước thải của hệ thống xử lý nước thải...............47
3.5.Đánh giá hiệu xử lý nước thải của hệ thống xử lý nước thải....................47
3.6. Những tồn tại khi vận hành hệ thống xử lý nước thải.........................49
3.6. Những tồn tại khi vận hành hệ thống xử lý nước thải..............................49
3.6.1. Vấn đề về quản lý..........................................................................49
3.6.1. Vấn đề về quản lý..................................................................................49

3.6.2. Vấn đề về kỹ thuật.........................................................................49
3.6.2. Vấn đề về kỹ thuật.................................................................................49
3.6.3. Về phía người dân:........................................................................50
3.6.3. Về phía người dân:................................................................................50
3.7. Đề xuất các biện pháp để tăng hiệu quả xử lý của hệ thống...............50
3.7. Đề xuất các biện pháp để tăng hiệu quả xử lý của hệ thống....................50
3.7.1. Về quản lý.....................................................................................50
3.7.1. Về quản lý.............................................................................................50
vii


3.7.2. Về kỹ thuật....................................................................................53
3.7.2. Về kỹ thuật............................................................................................53
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.........................................................................54
Kết luận......................................................................................................54
Kết luận...........................................................................................................54
Kiến nghị....................................................................................................54
Kiến nghị.........................................................................................................54
TÀI LIỆU THAM KHẢO...............................................................................54
PHỤ LỤC........................................................................................................56

viii


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

BOD : Biochemical Oxygen Demand - Nhu cầu ôxy hóa sinh học
CNC: Computer(ized) Numerical(ly) Control(led) - Điều khiển bằng máy tính
COD: Chemical Oxygen Demand – Nhu cầu oxy hóa học
IARC: International Agency for research on Cancer - Tổ chức nghiên cứu ung

thư quốc tế.
ISO : International Organization for Standardization - Tổ chức tiêu chuẩn hoá
quốc tế
QCVN: Quy chuẩn Việt Nam.
TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam.
TNHH MTV: Trách nhiệm hữu hạn Một thành viên
Z121: Công ty TNHH MTV Hóa chất 21

ix


DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1: Tác hại và ngưỡng độc tính ảnh hưởng đến con người của mợt
sớ kim loại.....................................................................................
Bảng 1.2: Các bazơ dùng để trung hòa............................................................
Bảng 1.3: Các axit dùng để trung hòa.............................................................
Bảng 2.1: Phương pháp phân tích thơng số có trong mẫu...............................
Bảng 3.1: Các nguyên liệu, hóa chất sử dụng hàng năm.................................
Bảng 3.2: Nguyên liệu dùng trong hệ thống xử lý nước thải..........................
Bảng 3.3: Kết quả quan trắc mẫu nước thải trước khi đưa vào xử lý của
hệ thống xử lý nước thải mạ kim loại.........................................
Bảng 3.4: Kết quả quan trắc mẫu nước thải sau khi xử lý qua hệ thống xử
lý nước thải mạ kim loại trong giai đoạn 2010 – 2015...............
Bảng 3.5: Kết quả phân tích mẫu nước thải trước và sau khi xử lý nước
thải tại hệ thống của nhà máy hóa chất 21..................................

x

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Tách chất nguy hại bằng ion hóa dưới tác dụng của
lực điện....................................................................................14
Hình 1.2: Sơ đồ Cơng nghệ xử lý nước thải mạ kim loại hiện
nay...........................................................................................15
Hình 3.1: Cơ cấu tổ chức Công ty TNHH Một thành viên hoá
chất 21.....................................................................................26
Hình 3.2: Dây chuyền xử lý mạ Crom, Niken, Kẽm...............33
Hình 3.3: Sơ đồ Quy trình mạ kẽm bóng axit amon...............34
Hình 3.4: Hệ thớng xử lý nước thải mạ kim loại.....................40
Hình 3.5: Sơ đồ hệ thớng thoát nước của khu xử lý nước thải.
.................................................................................................41
Hình 3.6: Hệ thớng xử lý nước thải mạ kim loại tại nhà máy. 42
Hình 3.7: Hình mặt bằng xử lý nước thải mạ kim loại............43

xi


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Nước là nguồn tài nguyên quý báu và hết sức quan trọng đối với sự sống
trên trái đất. Nước được dùng trong các hoạt đợng nơng nghiệp, cơng nghiệp,
dân dụng, giải trí và môi trường. Hầu hết các hoạt động trên đều cần nước
ngọt. Vấn đề ô nhiễm môi trường nói chung và ô nhiễm nguồn nước nói riêng
vẫn đang là vấn đề nhức nhối của toàn thế giới, mặc dù đã có nhiều biện pháp,
chương trình để bảo vệ nguồn nước cũng như các tài nguyên khác nhưng
chưa thực sự hiệu quả.
Hiện nay, nước ta đang trong giai đoạn công nghiệp hóa hiện đại hóa đất
nước. Sự hình thành và phát triển các hoạt động công nghiệp ở Việt Nam đã,

đang và sẽ mang lại hiệu quả thiết thực về mặt kinh tế. Dù vậy, song song với
sự phát triển của nền kinh tế đem lại thì các vấn đề mơi trường đang bị ảnh
hưởng một cách trầm trọng hơn bao giờ hết: sự suy thoái nguồn tài nguyên, ô
nhiễm môi trường đất, nước, khơng khí,... và còn rất nhiều vấn đề khác
nhưng những vấn đề môi trường này chưa được quan tâm một cách đúng mực
và có hiệu quả.
Ở Việt Nam, công nghệ mạ kim loại đang phát triển mạnh mẽ. Theo
nhiều kết quả nghiên cứu gần đây, hầu hết các nhà máy, cơ sở mạ kim loại
thường áp dụng công nghệ cũ và lạc hậu. Nhiều nhà máy tại Hà Nợi, TP Hồ
Chí Minh,..do các vấn đề kinh tế, luật pháp nên nước thải khi qua xử lý đều
chưa đạt với tiêu chuẩn xả thải theo QCVN 40:2011/BTNMT. Do đó việc xử
lý nước thải mạ kim loại cũng là vấn đề hết sức lưu tâm.
Công ty TNHH Một thành viên Hóa chất 21 (Z121) với nửa thế kỷ xây
dựng và phát triển, hiện là một công ty hàng đầu của Việt Nam trong lĩnh vực
sản xuất thuốc nổ công nghiệp, phụ kiện nổ và hỏa thuật. Công ty Z121 không
chỉ mạnh về các lĩnh vực phụ kiện nổ, thuốc nổ, pháo hoa và mợt trong những
mặt hàng chính của nhà máy đó chính là sản phẩm cơ khí.

1


Xí nghiệp Cơ khí tại nhà máy được trang bị dây chuyền, thiết bị sản xuất
hiện đại, tiên tiến nhằm phục vụ cho gia cơng các sản phẩm cơ khí có đợ
chính xác, phức tạp cao. Xí nghiệp có các nhà xưởng và các dây chuyền tiên
tiến hiện đại như: dây chuyền CNC (là thuật ngữ chỉ những hệ thống máy tiện
cơ khí được điều khiển bằng máy tính), dây chuyền sản xuất dụng cụ, sản
xuất hàng cơ khí chính xác, các loại khuôn mẫu có biên dạng phức tạp, sản
xuất các mặt hàng nhựa, dây chuyền mạ mặt ngoài, dây chuyền dập,....Vấn đề
nước thải của dây chuyền mạ kim loại ảnh hưởng đến môi trường tiếp nhận đã
được nhà máy quan tâm và áp dụng hệ thống xử lý nhưng còn nhiều thiếu sót.

Do đó cần có các biện pháp nhằm quy hoạch, giảm thiểu một cách tối đa
lượng nước thải tránh ảnh hưởng xấu đến môi trường cũng như con người.
Chính vì vậy, tơi thực hiện đề tài: “Đánh giá hiệu quả áp dụng của hệ
thống xử lý nước thải tại nhà máy hóa chất 21”. Từ đó đề xuất giải pháp
nâng cao hiệu quả công nghệ tại nhà máy hóa chất 21.
2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
Đánh giá hiệu quả của công nghệ xử lý nước thải mạ kim loại của nhà
máy hóa chất 21. Từ đó đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả công nghệ tại
nhà máy hóa chất 21.
3. Yêu cầu nghiên cứu của đề tài
-

Đánh hiệu quả của công nghệ xử lý.
Ưu điểm và hạn chế của công nghệ xử lý.
Đề xuất giải pháp tăng hiệu quả xử lý nước thải của hệ thông xử lý.

2


Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Các phương pháp xử lý nước thải hiện nay
1.1.1. Khái niệm về nước thải
Theo TCVN 5980:1995 (Bộ Khoa học và Công nghệ môi trường,1995) về
chất lượng nước và thuật ngữ: Nước thải là nước đã được thải ra sau khi đã sử
dụng hoặc được tạo ra trong mợt qúa trình cơng nghệ và khơng có giá trị
trược tiếp đới với quá trình đó.
Tất cả các hoạt động sinh hoạt và sản xuất trong mỗi cộng đồng đều tạo ra
các chất thải, ở các thể khí, lỏng và rắn. Thành phần chất thải lỏng, hay nước
thải (wastewater) được định nghĩa như một dạng hòa tan hay trộn lẫn giữa
nước (nước dùng, nước mưa, nước mặt, nước ngầm, ...) và chất thải từ sinh

hoạt trong cộng đồng cư dân, các khu vực sản xuất công nghiệp, tiểu thủ
công nghiệp, thương mại, giao thông vận tải, nông nghiệp, ... Ở đây cần hiểu
là sự ô nhiễm nước xảy ra khi các chất nguy hại xâm nhập vào nước lớn hơn
khả năng tự làm sạch của chính bản thân nguồn nước. Tại nhiều quốc gia trên
thế giới, việc đòi hỏi phải kiểm soát và xử lý nguồn nước thải đã trở thành
việc bắt buộc. Hầu hết các ngành sản xuất đều có các tài liệu chỉ dẫn về tiêu
chuẩn làm sạch nước thải. (Lê Anh Tuấn, 2005)
Theo QCVN 40:2011/BTNMT: Nước thải công nghiệp là nước thải phát
sinh từ quá trình cơng nghệ của cơ sở sản x́t, dịch vụ công nghiệp, từ nhà
máy xử lý nước thải tập trung có đấu nối nước thải của cơ sở công nghiệp.
1.2. Công nghệ xử lý nước thải mạ kim loại
1.2.1. Đặc trưng của nước thải mạ kim loại
Hiện tại, chúng ta đang tập trung phát triển các ngành công nghiệp phụ
trợ, trong đó kỳ vọng đặc biệt vào ngành gia công kim loại. Do vậy, nhu cầu
gia công mạ kim loại ngày càng lớn và cũng từ đó việc xử lý chất thải trong
gia công mạ - một yếu tố có nhiều khả năng phá hủy môi trường, là hết sức
cần thiết và cần được giải quyết triệt để.

3


Nước thải phát sinh trong quá trình mạ kim loại chứa hàm lượng các
kim loại nặng rất cao và là độc chất đối với sinh vật, gây tác hại xấu đến sức
khỏe con người. Nhiều cơng 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 ngợ đợc
mãn tính hoặc tích tụ sinh học, ảnh hưởng đến sự sống của sinh vật về lâu về
dài. Do đó, nước thải từ các quá trình mạ kim loại, nếu khơng 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, ...

Nước thải mạ kim loại bao gồm: Nước thải trước mạ và nước thải sau
mạ, lượng nước thải ra khơng nhiều, trung bình các cơ sở sản xuất mạ là từ
5 – 50 m3/ngày.
Nước thải mạ kim loại có pH dao động rất lớn có thể dưới <3( nước
thải axit) và >9 ( nước thải bazơ), đặc trưng của nước thải mạ kim loại là
chứa hàm lượng cao các chất muối vô cơ và kim loại nặng. Tùy theo kim loại
của lớp mạ mà nguồn ô nhiễm có thể là Cu, Zn, Cr, Ni….và cũng tùy theo các
loại muối kim loại đang được sử dụng mà nước thải có thế chứa các độc tố
như xyanua, sunfat, amoni… Các chất hữu cơ ít có trong nước thải mạ kim
loại, phần chủ yếu là chất tạo bông, chất hoạt đợng bề mặt, vì nồng đợ các
chất hữu cơ, BOD, COD thấp, nên nó không thuộc đối tượng xử lý mà chỉ chú
trọng xử lý các ion và các muối kim loại.
Đặc trưng của nước thải từ quá trình sản xuất mạ kim loại là có chứa
nhiều kim loại nặng nên ảnh hưởng rất nhiều đến môi trường và mang tính
chất lâu dài, hệ lụy về sau vì nếu khơng được xử lý đúng cách, các ion kim
loại, muối, hợp chất khác khi được thải ra môi trường không bị phân hủy mà
sẽ tồn tại, tích tụ trong mơi trường thiên nhiên.
Nước thải loại này có thể tiêu diệt các sinh vật phù du, gây ngộ độc, gây
bệnh cho các động vật thủy sinh, đặc biệt là cá(một trong những mắt xích

4


trong chuỗi thức ăn mà con người tham gia), từ đó gây các bệnh nguy hiểm
cho con người. Quá trình đó gọi là tích tụ sinh học, các chất đợc có nguồn gốc
từ các kim loại, được phát sinh ra mơi trường, tích tụ dần trong các đợng vật
thủy sinh trong thời gian dài, theo nhiều chuỗi thức ăn, ảnh hưởng tới con
người. Một số tác hại của các chất có trong nước thải mạ kim loại được thể
hiện ở bảng 1.1.
Bảng 1.1: Tác hại và ngưỡng độc tính ảnh hưởng đến con người của một

số kim loại.
STT

Kim loại

Nồng độ đợc tính/người

Bệnh mắc phải khi nhiễm
đợc

1

Crom

Trong khơng khí: ≤ 2μg/m3

Ung thư, hen suyễn, bệnh

Trong nước uống: ≤0.05 mg/m3 về tai, mũi…
2

Niken

≤0.05 mg/m3

Ung thư phổi, viêm da,
viêm phổi, viêm phế quản

3

Kẽm

≤ 1mg/kg thể trọng

mãn tính…
Miệng có vị kim loại, đau
bụng, mạch chậm, co giật.



Độc tính của Crom

Mặc dù Crom tồn tại ở nhiều trạng thái khác nhau, chỉ có Cr 3+ và Cr6+
gây ảnh hưởng lớn đến sinh vật và con người.
-

Đường xâm nhập và đào thải:

Crom xâm nhập vào cơ thể theo 3 đường: hô hấp, tiêu hóa và qua da.
Cr6+ được cơ thể hấp thu dễ dàng hơn Cr 3+ nhưng khi vào cơ thể Cr6+ sẽ
chuyển thành dạng Cr3+.
Sự nhiễm độc Crom chủ yếu là do nghề nghiệp và môi trường ô nhiễm
cao. Ảnh hưởng chủ yếu từ sự ăn uống các mức cao của Cr 6+ là gây hư hại
tiểu cầu và ống cấp và có thể chết. Cr6+ là chất ăn mòn. Nó cũng gây ra lở loét

5


da, bệnh chàm da khi tiếp xúc. Sự hít thở phải Cr 6+ như bụi cromat hoặc mù
axit cromic, có thể gây loét màng nhày mũi và làm thủng vách mũi. Nhiễm

độc nghề nghiệp Crom có thể gây ra hen suyễn (Nguyễn Đức Huệ, 2010).
Dù xâm nhập vào cơ thể theo bất cứ đường nào, Crom 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 Crom được chuyển
vào các tổ chức và phủ tạng. Crom gắn với Sidero filinh 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, Crom lại được hòa tan dần vào máu, rồi được đào thải qua
nước tiểu từ vài tháng đến vài năm. Do đó nồng độ Crom trong máu và nước
tiểu biến đổi nhiều và kéo dài.
-

Tác động đến sức khỏe:

Qua nghiên cứu người ta thấy Crom có vai trò sinh học như chuyển hóa
glucose, protein, chất béo ở động vật. Dấu hiệu của thiếu hụt Crom 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 Crom làm giảm protein, axit nucleoic
và ức chế hệ thống men cơ bản.
Theo Nguyễn Lê Minh Thao (2009), Đồ án “Thiết kế hệ thống xử lý
nước thải xi mạ công suất 30m3/ngày”, Cr6+ độc hơn Cr3+. Theo cơ quan
nghiên cứu ung thư quốc tế (IARC) đã xếp Cr 6+ vào nhóm 1, Cr3+ vào nhóm 3
đối với các chất gây ung thư. Hít thở khơng khí có nồng đợ Crom (ví dụ axit
crơmic hay Cr3+ trioxit) cao (>2µg/m3) gây kích thích mũi làm chảy nước mũi,
hen suyễn dị ứng, ung thư (khi tiếp xúc với Crom có nồng độ cao hơn 100 –
1000 lần nồng độ trong môi trường tự nhiên). Ngoài ra Cr 6+ còn có tính năng
ăn mòn, gây dị ứng, lở loét khi tiếp xúc với da .Các tác giả Langard và
Vigander đã kiểm tra các công nhân NaUy làm việc trong các nhà máy sản
xuất màu Crom có nồng độ Cr6+ là 0,05mg/m3 phát hiện rằng khả năng liên
quan đến ung thư phổi cao hơn người bình thường 44 lần . Nghiên cứu những

6


người công nhân làm việc ở nhà máy sản xuất chất màu New Jersey chỉ ra
rằng những người công nhân làm việc hai năm thì khả năng mắc bệnh cao
hơn 1,6 lần và nếu 10 năm thì khả năng này là 1,9 lần so với người bình
thường . Nguy cơ mắc bệnh ung thư dạ dày và tuyến tụy cũng tăng lên đối với
công nhân nhà máy sơn có sử dụng chì và kẽm Cromat làm ngun liệu.


Độc tính của Niken (Ni)

Con đường nhiễm niken của con người có thể qua hô hấp, ăn uống và
tiếp xúc da. Nhiễm nghề nghiệp chủ yếu là do hít thở các hợp chất niken khí
(niken cacbonyl), bụi chứa niken từ tinh luyện kim loại, chế tạo hợp kim, đốt
nhiên liệu,sản xuất hóa chất. Sự nhiễm cá nhân trong môi trường nói chung có
thể là sự tiếp xúc với đồ dùng, vật dụng chứa niken. Thực phẩm, nước uống là
nguồn nhiễm đối với nhiều người.
Các nghiên cứu cho thấy nhiễm theo đường hô hấp khoảng 35% niken
được hấp thụ, theo đường ăn uống chỉ dưới 10% niken được hấp thụ. Người
lớn trung bình mỗi ngày tiêu thụ từ 100 đến 300µg niken. Niken được hít thở
mợt phần đi vào máu. Thời gian bán hủy là từ 1-3 ngày đối với niken sunfat, 5
ngày đối với niken sunfua và hơn 100 ngày đối vói niken oxit. Thời gian bán
thải là từ 30 đến 53 giờ trong nước tiểu đối với người nhiễm hạt niken không
tan có kích thước nhỏ. Sự hấp thụ qua da phụ tḥc vào tớc đợ thẩm thấu của
lớp biểu bì và khác nhau đối với mỗi loại hóa chất của niken. Nikenclorua thẩm
thấu được một lượng nằm trong khoảng 0,23 đến 3,5% liều sử dụng, trong khi
đó niken sunfat thẩm thấu ở tỉ lệ 50 lần thấp hơn (Nguyễn Đức Huệ, 2010).
Tiếp xúc với kim loại niken và các hợp chất chứa Niken không được
vượt quá 0,05 mg/m3. Niken sulfua fume và bụi được tin là đang gây ung thư,

và nhiều hợp chất niken khác có thể cũng gây nguy hiểm. Niken cacbonylNi(CO)4, là mợt khí cực kỳ đợc hại. Các đợc tính của cacbonyls kim loại là
mợt chức năng của cả đợc tính của kim loại cũng như khả năng của cacbonyl
để cho ra rất khí monoxide đợc cacbon, và một trong những điều này không là
ngoại lệ.
Người nhạy cảm có thể hiển thị một dị ứng với niken ảnh hưởng đến

7


làn da của họ, cũng gọi là viêm da. Nhạy cảm với niken cũng có thể có mặt ở
bệnh nhân pompholyx. Niken là một nguyên nhân quan trọng của dị ứng liên
lạc, một phần do việc sử dụng nó trong đồ trang sức dành cho tai xỏ Niken dị
ứng ảnh hưởng đến tai xỏ thường được đánh dấu bởi ngứa, đỏ da.
Nghiêm trọng nhất tác động y tế nguy hại từ tiếp xúc với niken, chẳng
hạn như viêm phế quản, giảm chức năng phổi, và ung thư phổi và xoang mũi,
đó xảy ra ở những người có hít bụi có chứa các hợp chất niken nhất định khi
làm việc tại nhà máy lọc dầu niken hay niken-chế biến thực vật. Mức niken
tại những nơi làm việc cao hơn nhiều so với mức bình thường các cấp trong
mơi trường. Phổi và ung thư mũi, xoang xảy ra đối với những công nhân khi
tiếp xúc với hơn 10 mg/m³ Niken như là hợp chất niken được hòa tan (như
niken subsulfide). Tiếp xúc với chất cấp cao của các hợp chất Niken có thể dễ
dàng hòa tan trong nước cũng có thể dẫn đến bệnh ung thư khi hợp chất niken
mà khó hòa tan là hiện tại, hoặc khi các hóa chất khác có thể gây ra bệnh ung
thư hiện nay.
Từ những tác động trên ta thấy được ảnh hưởng nghiêm trọng của
Crom và Niken trong nước thải tới sức khỏe con người, nó là những kim loại
nặng rất đợc. Vì vậy, chúng ta cần phải có biện pháp xử lý nước thải trước khi
xả thải ra mơi trường.


Độc tính của Kẽm (Zn)

Kẽm là nguyên tố vi lượng với thực vật động vật và con người, đóng
vai trò quan trọng trong trao đổi chất. Zn cấu thành lên các enzym
hydrogenaza, anhidraza xúc tác cho phản ứng thủy phân quan trọng.
Zn gây ảnh hưởng tới động thực vật nếu nồng độ cao hơn giới hạn an
toàn (thường là 1ppm). Nếu Zn trong nước lớn hơn 5mg/m 3 thì nước sẽ có vị
khó chịu, trong trường hợp nồng đợ quá lớn sẽ hình thành các bọt trắng khó
tan. Zn tích lũy mạnh trong hệ sinh thái: trong các thủy vực ô nhiễm Zn, hàm
lượng Zn trong cơ thể cá cao gấp 863 lần cá nước ngọt và 6700 lần so với cá

8


nước mặn ở các thủy vực không ô nhiễm (Bộ môn Công nghệ Môi trường –
Học Viện Nông nghiệp Việt Nam, 2014).
1.2.2.Các phương pháp thường được dùng trong xử lý
nước thải mạ kim loại


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, Na2CO3,…) 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
́n (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. Đới với Cr 6+, cần thiết tiến hành khử Cr 6+ thành Cr3+ và sau
đó kết tủa với vôi hoặc xút. Hoá chất khử thông thường cho xử lý nước thải
chứa Crôm là ferrous sulphate (FeSO4), sodium-meta-bisulfit, hoặc sulfur
dioxit. Ferrous sulphate (FeSO4), sodium-meta-bisulfit có thể ở dạng rắn hoặc
dung dịch. SO2 ở dạng khí nén trong các bình chịu áp. Quá trình khử hiệu quả
trong mơi 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 Fe3+. Nếu sử
dụng meta-bisulfit hoặc sulfur dioxit, ion SO 32- chuyển thành SO42-.. Phản ứng
tổng quát như sau:

9


Cr6+ + Fe2+ + H+ → Cr3+ + Fe3+
Cr6+ + Na2S2O3 (hoặc SO2) + H+ → Cr3+ + SO42Cr3+ + 3OH- → Cr(OH)3 ↓
Trong phản ứng oxy hoá khử, ion Fe2+ phản ứng với Cr6+, khử Cr6+ thành
Cr3+ và oxy hoá Fe2+ thành Fe3+. Phản ứng xảy ra nhanh hơn ở pH < 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 FeSO4 dư, khoảng 2.5 lần so với hàm lượng tính toán trên lí thuyết.
Lượng axit cần thiết cho quá trình khử Cr6+ phụ tḥc vào đợ 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 mạ kim loại 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 Qngày. Một bể dùng xử lý, một bể làm đầy. Khi lưu lượng
≥100m3/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
≥20m3/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.
 Phương pháp trung hòa
Nước thải sản xuất mạ kim loại có chứa nhiều axit hoặc kiềm, để ngăn
ngừa hiện tượng xâm thực ở các cơng trình thoát nước và tránh cho các quá
trình sinh hóa ở các cơng trình làm sạch và trong hồ, sông không bị phá hoại,

10


người ta phải trung hòa các loại nước thải đó. Trung hòa còn với mục đích
làm cho mợt sớ ḿi kim loại nặng lắng xuống và tách ra khỏi nước. Đối với
nước thải sản xuất, việc trung hòa bằng hóa chất khá khó khăn vì thành phần
và lưu lượng nước thải trong các trạm trung hòa dao động rất lớn trong ngày
đêm. Một số phương pháp trung hòa được sử dụng phổ biến hiện nay:
Trung hòa bằng cách trộn nước thải chứa axit và nước thải chứa kiềm:
Phương pháp này được dùng khi nước thải của nhà máy là axit còn nhà máy
gần đó có nước thải kiềm. Cả hai loại nước thải này đều không chứa các cấu

tử gây ô nhiễm khác. Người ta trộn nước thải có chứa axit và kiềm vào bình
có cánh kh́y hoặc khơng có cánh kh́y.
Trung hịa nước thải bằng cách cho thêm hóa chất:Nếu nước thải chứa
quá nhiều axit hay kiềm tới mức không thể trung hòa bằng cách trộn lẫn
chúng với nhau được thì phải cho thêm hóa chất. Phương pháp này thường để
trung hòa axit. Để trung hòa axit vô cơ có thể dùng bất kỳ dung dịch có tính
bazơ. Hóa chất rẻ tiền và dễ kiếm là Ca(OH) 2, CaCO3, MgCO3, đôlômit, còn
NaOH và Na2CO3 chỉ được dùng khi chúng là phế liệu. Các bazơ dùng để
trung hòa nước thải được thể hiện ở bảng 1.2.
Bảng 1.2: Các bazơ dùng để trung hịa
Stt

Tên hóa chất

1
2
3
4
5
6
7

Canxi oxit
Canxi cacbonat
Canxi hydroxit
Magiê oxit
Magiê hydroxit
Đolomit nung

8

9

Xút
Sơđa

Đolomit hydrat

Cơng thức hóa
học

Lượng để trung
Khả năng
hịa 1mg CaCO3/L trung hòa
độ axit hoặc độ
so sánh với
kiềm , mg/l
CaO
0.560
1
1
1.79
0.740
1.32
0.403
0.72
0.583
1.04
0.497
0.89

CaO
CaCO3
Ca(OH)2
MgO
Mg(OH)2
(CaO)0.6(MgO)0.4
[Ca(OH)2]0.6
0.677
1.21
[Mg(OH)2]0.4
NaOH
0.799
1.43
Na2CO3
1.059
1.89
(Nguồn: Cao Thế Hà, Công nghệ môi trường)

11


Nước thải có chứa quá nhiều kiềm thì có thể dùng tới các dung dịch,
hóa chất như: HCl, H2SO4, HNO3. Các axit dùng để trung hòa nước thải có
chứa kiềm được thể hiện ở bảng 1.3.
Bảng 1.3: Các axit dùng để trung hịa

Stt

Tên hóa chất

Cơng thức
hóa học

1

Axit sulphuric

H2SO4

2
3

Axit clohydric
Axit nitric

HCl
HNO3

Lượng để trung hòa
1mg CaCO3/L độ axit
hoặc độ kiềm , mg/l
0.98

Khả năng
trung hịa
so sánh
với CaO
1.75

0.73

1.30
1.26
2.25
(Nguồn: Cao Thế Hà, Cơng nghệ mơi trường)

Việc đưa dung dịch công tác vào nước thải được tiến hành nhờ bơm
hoặc các thiết bị định lượng (kiểu phao, định mức với áp lực cớ định,…)
Trung hịa nước thải chứa axit bằng cách lọc qua những lớp vật liệu
trung hòa: Sử dụng cho nước thải chứa HCl, HNO 3, HSO4 với hàm lượng
dưới 5g/l và không chứa muối kim loại nặng. Cho nước thải tiếp xúc các bể
vật liệu lọc là đá vôi, magiezit, đá hoa cương, đôlômit. Người ta sử dụng thiết
bị lọc đứng có hạt CaCO3 hoặc dolomit kích thước 80mm, với chiều cao 0.85
– 1.2 m vận tốc không lớn hơn 5m/s và thời gian tiếp xúc không nhỏ hơn 10
phút. Vận tốc trong thiết bị nằm ngang là 1 – 3 m/s
Dùng khí axit để trung hòa nước thải chứa kiềm: Để trung hòa nước
thải có tính kiềm gần đây người ta bắt đầu sử dụng khí thải có chứa CO 2, SO2,
NO2... Đây là biện pháp khá kinh tế để trung hòa nước thải chứa kiềm vì khí
tớng khói cháy tớt thường chứa khoảng 14% CO2.
 Phương pháp trao đổi ion
Phương pháp này được sử dụng để loại ra khỏi nước các ion kim loại
như: Zn, Cu, Cr, Ni, Pb, Hg, Cd, Mn...cũng như các hợp chất chứa Asen,

12


Photpho, xianua và các chất phóng xạ. Phương pháp này được ứng dụng phổ
biến để làm mềm nước, loại ion Ca2+ và Mg2+ ra khỏi nước cứng. Các chất
trao đổi ion có thể là các chất vô cơ hoặc hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên hoặc
tổng hợp như: zeolit, đất sét, chất chứa nhôm silicat, silicagen, permutit, axit
humic của đất, than đá, nhựa anionit, nhựa cationit.

Ứng dụng trong xử lý nước thải mạ kim loại để thu hồi Crôm. Để thu
hồi axit crômic trong các bể mạ, cho dung dịch thải axit crômic qua cột trao
đổi ion resin cation để khử các ion kim loại (Fe, Cr 3+ ,Al,…). Dung dịch sau
khi qua cột resin cation có thể quay trở lại bể mạ hoặc bể dự trữ. Do hàm
lượng Crơm qua bể mạ khá cao (105-120kg CrO3/m3), 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 Na2CrO4 và NaOH. Hỗn hợp này cho
chảy qua cột trao đổi cation để thu hồi H2CrO4 về bể 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.
 Phương pháp điện hóa
Phương pháp điện hoá học phá huỷ các tạp chất độc hại trong nước thải
hoặc trong dung dịch bằng cách oxy hoá điện hoá trên điện cực anốt hoặc
cũng có thể phục hồi các chất quý rồi đưa về dùng lại trong sản xuất. Thông
thường 2 nhiệm vụ phân huỷ các chất độc hại và thu hồi chất quý hiếm được
giải quyết đồng thời. Nhờ các quá trình oxy hoá khử mà các chất bẩn đợc hại
được biến đổi thành các chất khơng đợc. Vì vậy để khử các chất độc hại trong

13


nước thải thường phải dùng nhiều phương pháp nối tiếp: oxy hoá-lắng cặn và
hấp phụ: tức là hoá học, cơ học và hoá lý học.
Những biện pháp hoá lý để xử lý nước thải đều dựa trên cơ sở ứng

dụng các quá trình: keo tụ, hấp phụ, trích ly, bay hơi, tuyển nổi, trao đổi ion,
tinh thể hoá, dùng màng bán thấm, cơ đặc, khử hoạt tính phóng xạ, khử khí,
khử màu... Điện thấm tách là quá trình tách các chất độc hại bị ion hoá dưới
tác dụng của lực điện đợng tạo ra trong dung dịch ở hai phía màng ngàn. Sơ
đồ nguyên tắc của quá trình đưa ra dưới đây:

Hình 1.1: Tách chất nguy hại bằng ion hóa dưới tác dụng của lực điện
Thuyết minh quá trình: Sơ đồ a và b có 3 phòng cách nhau bởi màng
ngăn. Hai điện cực đặt ở hai đầu. Phòng 1, 3 đổ nước sạch. Phòng 2 đổ dung
dịch chất cần tách. Màng mA là màng anion chỉ cho anion qua. Màng mB là
màng cation chỉ cho cation qua. Màng m1 và m2 cho cả anion và cation đi qua.
Dưới tác dụng của điện trường các ion dương (+) chuyển sang catot, các ion
âm (-) chuyển sang anốt.(Trịnh Thị Thanh, 2004)

14