Chuyên đề Tìm hiểu công nghệ mạ kim loại dòng thải và các chất thải quan trọng

F3 , HCl , NH4F , gelatin , phenol Sn-Bi Dung dịch kiềm-stanat Kali stanat K2SnO3 , kalibitmutat KbiO3 , KOH , Dung dịch pyrophothành phầnhat SnCl2.2H2O ,BiCl3 , Na2B4O7.10H2O , Trilon B , Gelatin 4 Hợp kim kẽm va Hợp kim cadimi (đối với hợp kim chứa 85-90%Cd-10-15%Zn) Cd(CN)2 , Zn(CN)2 , KCN , KOH (đối với hợp kim chứa 60-70%Cd-30-40%Sn) dung dịch floborat Sn(BF4)2 , Cd(BF4)2 , NH4BF4 , NH4CNS , ,H3BO3 , keo da/gelatin (đối với hợp kim kẽm –2%Ni) dung dịch thường dùng Zn , Ni, NaCN, NaOH, (đối với hợp kim kẽm –15-25%Ni) ZnO, NiCl2.6H2O, NH4Cl, H3BO3 , Dung d ịch sunfamat (đối với hợp kim Cd-8-23%Ni) Cd(H2NSO3)2, Ni(H2NSO3)2, glycocol, gelatin, axit naphtadisunfonic 5 Hợp kim nhóm sắt (Fe,Ni,Co) (đối với hợp kim Ni-20-25%Fe) thường dùng NiSO4.7H2O ,FeSO4.7H2O, NH4Cl, NaCl,H3BO3 , Axit xitric, sacarin, 1,4-butindiol, natri laurinsunfat phụ gia LTI-2 (đối với hợp kim từ tính Ni-(60-85%)Co) thường dùng NiSO4.7H2O ,CoSO4.7H2O, H3BO3 , KCl, (đối với hợp kim từ tính 53%Ni-47%Co)dung dịch floborat Ni(BF4)2, Co(BF4)2 , NiCl2.6H2O, (đối với hợp kim từ tính 80%Co-20%Ni) dùng dung dịch sunfamat Ni(NH2SO3)2, Co(NH2SO3)2, H3BO3 , MgCl2, (đối với hợp kim nhóm sắt với Mo, W) dùng dung dịch pyrophothành phầnhat NaMoO4.nH2O, FeCl2.4H2O, Na2P2O7.10H2O, NaHCO3, CoCl2.NH2O, Hydrazin, Na2WO4, NiCl2.6H2O, (NH4)2HC6H5O7.H2ONH, NH4Cl, NiSO4.7H2O 6 Hợp kim bạc Dung dịch Xyanua mạ Ag-Sb Ag+,Sb3+, KCN, KNaC4H4O6, KOH Dung dịch Xyanua mạ Ag-Cu Ag+, Cu+, KCN, KOH, K2CO3, K4P2O7, Dung dịch Xyanua mạ Ag-30%Cd(anôt) Ag+,Cd2+, NaCN, gelatin Dung dịch mạ hợp kim Ag v ới Pb,Sn, Bi,In Ag+, Pb2+,Sn2+ ,Bi3+, In3+, KCN, KOH, KNaC4H4O6, K4P2O7.3H2O, K4[ Fe(CN)6] ,KCNS,dextrin, glucoza, 7 Hợp kim vàng Dung dịch để mạ hợp kim Au-Cu vàng, đồng, KCN t ự do, Dung dịch để mạ hợp kim Au- Ag vàng, bạc, KCN t ự do, Dung dịch để mạ hợp kim Au-Ni và Au-Co Au, Ni,Co, K4P2O7.3H2O, KNaC4H4O6.4H2O, KCN, K2CO3 Dung dịch để mạ hợp kim Au-Sb Au, Sb ,KCN tự do, KNaC4H4O6.4H2O, Dung dịch để mạ hợp kim Au-25%Pd Vàng, palađi, KCN tự do, etylendiamin tự do, 8 Hợp kim platin Dung dịch để mạ hợp kim Pd-Ni và Pd-Co Pd, Ni, Co, NH4Cl, sacarin Dung dịch để mạ hợp kim Pd-In NH4Cl, Pd, trilon B, In, sacarin Dung dịch để mạ hợp kim Rh-In và Rh-Ni,Rh- W Rodi, indi, Na2WO4, Niken, H2SO4 , axit sunfamic, H3BO3 , HF, Ghi chú: hợp kim Cu-Sn còn c ó thể được mạ bằng các dung dịch khác:peclorat, pyrophothành phầnhat,glyxerat,kiềm PHẦN III:HOÀN THIỆN BỀ MẶT VÀ XỬ LÝ Ô NHIỄM,ĐỀ RA CÁC GIẢI PHÁP MÔI TRƯỜNG LỜI MỞ ĐẦU PHẦN III HOÀN THIỆN BỀ MẶT VÀ XỬ LÝ Ô NHIỄM,ĐỀ RA CÁC GIẢI PHÁP MÔI TRƯỜNG -Tại việt nam vấn đề môi trường nhất là môi trường nước ngày càng được quan tâm. Việc phát triển kinh tế đi đôi với bảo vệ môi trường. tuỳ theo tính chất từng ngành công nghiệp mà nước thải có những đặc trưng khác nhau. -Tuy nhiên có thể nói ngành công nghệ mạ điện là ngành gây ô nhiễm nguồn nước lớn nhất..Nước thải mạ chứa nhiều thành phần độc hại như xyanua, crom, niken, đồng, kẽm… nếu không có biện pháp xử lý nước thải thích hợp nó sẽ gây nên nhiều hậu quả xấu cho các hệ sinh thái nước, động thực vật và con người. -Hiện nay có nhiều phương pháp xử lý nước thải mạ điện như: phương pháp kết tủa hoá học, phương pháp hấp phụ, phương pháp trao đổi ion, phương pháp điện hoá, phương pháp sinh học…Tuy nhiên áp dụng các phương pháp này vao điều kiện việt nam cần tính đến các yếu tố kinh tế kỹ thuật để thoả mãn mục đích phát triển kinh tế đi đôi với bảo vệ môi trường. -Do thời gian thực hiện và kiến thức còn hạn chế nên phần hoàn thiện và xử lý ô nhiễm môi trường không tránh khỏi thiếu xót. Em mong nhận được sự đóng góp, bổ sung của thầy cô giáo. Em xin cảm ơn! Hoàn thiện lớp mạ kim loại: -Hoàn thiện lớp mạ sau khi mạ sản phẩm được hoàn thiện lần cuối để đạt được tính thẩm mỹ như mong muốn. để hoàn thiện lớp mạ người ta có thể dùng phương pháp thụ động hoá bề mặt sau khi mạ hoặc phương pháp gia công cơ khí như mài bavia, đánh bóng bề mặt. -Sau khi mạ,lớp mạ chưa hoàn toàn hoàn chỉnh,còn nhiều lỗ xốp,dễ bị oxy hoá, độ bền, độ cứng….chưa đạt yêu cầu,do đó cần có khâu hoàn thiện lớp mạ bằng nhiều phương pháp tuỳ theo muc đích cụ thể. Lớp mạ kim loại Cách làm Mục đích 1.Mạ kẽm 1.1.Cromat hoá(tạo lớp màng thụ động) Để khắc phục hiện tượng bị phủ lớp ZnCO3, Zn(OH)2, lốm đốm trắng làm xấu lớp mạ đồng thời nâng cao thêm khả năng bảo vệ hoặc khả năng trang sức, sau khi mạ phải hoàn thiện lớp mạ kẽm 1.2.sơn lên lớp mạ kẽm 1.3.nhuộm màu lớp mạ kẽm 1.4.oxy hóa lớp mạ kẽm 1.5.photphat lớp mạ kẽm 2.mạ cađimi 2.1.cromat hoá nhằm nâng cao tính thẩm mỹ cũng như khả năng bảo vệ cho lớp mạ cadimi. 2.2. nhuộm màu lớp mạ cađimi 2.3. oxy hóa lớp mạ cađimi 2.4.khử giòn hydro. 3.mạ thiếc 3.1.thụ động lớp bề mặt bằng phương pháp hoá học hay điện hoá Để tăng độ bền ăn mòn cho sắt tây làm vỏ đồ hộp,tăng tính thẩm mỹ. 3.2.nung chảy lớp mạ thiếc Thieecstaoj vân hoa thiếc 3.4. nhuộm màu lớp mạ thiếc 4.mạ đồng 4.1. cromat hoá lớp mạ đồng Nhằm bảo vệ chống oxy hoá 4.2. oxy hóa và nhuộm màu lớp mạ đồng 5.mạ kền 5.1. oxy hoá ở nhiệt độ cao Tránh hiện tượng lỗ xốp,tăng khả năng bảo vê. 5.2.nhuộm màu cho kim kim loại va hợp kim tư dung dich kiềm nóng thụ động lớp mạ kền 6.mạ bạc 6.1.chống mờ cho lớp mạ Tăng tính thẩm mỹ, chống mờ xỉn. giảm điện trở tiếp xúc bề mặt. 6.2.oxy hoá cho lớp mạ bạc 6.3.nhuộm màu cho bạc Kiểm tra chất lượng lớp mạ: Sau khi mạ và hoàn lớp mạ bằng phương pháp thich hợp thì tiến hành kiếm tra lớp mạ để có biện pháp khăc phục cụ thể,hân loại sản phẩm. Kiểm tra hình dáng bên ngoài: Quan sát bằng mắt dưới ánh sáng ban ngày hay ánh sáng đèn huỳnh quang để phát hiện các sai sót, nhược điểm của các sản phẩm mạ theo các tiêu chí: gai, rỗ, nhám, vết xước, màu sắc, độ phủ kín, sần sùi… Đo chiều dày lớp mạ: Phương pháp tia dòng dung dịch: Hòa tan lớp mạ tại một điểm bằng dòng dung dịch đặc biệt, xoá liên tục cho đến khi nền lộ ra. Quan sát độ dài để kiểm tra lớp mạ. Phương pháp tia dòng thể tích -Dùng dung dịch ăn mòn để kiểm tra chiều dày. Quan sát chiều dày của lớp mạ. -Phương pháp nhỏ giọt: nhỏ một giọt ăn mòn lên bề mặt mạ cần kiểm tra. cứ thế lặp lại cho đến khi chỗ thử xuất hiện màu đặc trưng của lớp mạ lót hay của đồng thoát ra do lớp tiếp xúc. Phương pháp vật lý : phương pháp không phá huỷ mẫu như điện từ, phóng xạ, dòng điện xoáy, quang học. Phương pháp mẫu bị phá huỷ: Như kim tương, trọng lượng…. →Chọn phương pháp nào là tuỳ thuộc vào vật liệu nền và vật liệu lớp mạ Đo độ xốp lớp mạ: -Đo độ xốp phát hiện lỗ xốp, lỗ hở lớp mạ bằng cách cho thuốc thử cho chui qua lỗ thủng và phản ứng với kim loại nền hay lớp mạ lót thành hợp chất có màu. Đo độ kín lớp nhôm oxit: -Phát hiện các điểm, các vùng bề mặt nhôm chưa được phủ lớp oxit bằng cách nhúng sản phẩm vào dung dịch thử có chứa ion đồng để chúng thoát tiếp xúc thành nguyên tử đồng có màu đỏ hồng Đo độ bền ăn mòn của mạ kim loại: -Sau khi oxi hoá, rửa nước lạnh, thấm khô mẫu bằng giấy lọc nhỏ một đến hai giọt dung dịch thử lên vài ba điểm cách xa nhau. Khi chuyển sang màu xanh lục là kết thúc thực nghiệm thời gian chưa bị biến màu càng lâu chứng tỏ chất lượng bảo vệ chống ăn mòn của mạ càng tốt. Đo độ gắn bám của lớp mạ: -Có thể xác định độ gắn bám của lớp mạ với nền bằng các phương pháp đơn giản cho kết quả gần đúng sau đây. Phương pháp gạch khía: -Dùng mũi nhọn sắt cứng khía thủng lớp phủ thành những đường cắt thẳng góc với nhau quan sát chỗ giao nhau nếu lớp mạ không bị bong vênh tại các đỉnh góc vuông là đạt yêu cầu về độ gắn bám. Phương pháp bẻ gập: -Với những tấm, lá mỏng có thể thử độ gắn bám bằng cách bẻ gập mẫu 90 độ. Số lần bẻ đặc trưng cho độ gắn bám của lớp mạ với nền. Phương pháp nung nóng: Nung nóng mẫu thử lên đên 200-250oC. do hệ số giãn nở của kim loại mạ và kim loại nền khác nhau gây nên ứng suất lớn làm lớp mạ bong ra nếu độ gắn bám không đủ tốt. Đo độ cứng lớp mạ: Độ cứng tế vi lớp mạ thường đo bằng cách dùng một phụ tải P để kiểm tra độ cứng H. Ô NHIỄM TRONG CÔNG NGHỆ MẠ ĐIỆN: Ô nhiễm nhiệt: Nhiệt độ công nghệ mạ điện không sử dụng nhiệt độ cao nên ô nhiễm nhiệt gần như không có. Ô nhiểm tiếng ồn: Nguồn gốc:chủ yếu là tại các xưởng gia công cơ khí như dập hàn, đánh bóng. Giải pháp:khi làm việc công nhân cần được trang bị khẩu trang, găng tay, nút bịt tại, nhằm giảm ảnh hưởng của khí thải và tiếng ồn. Ô nhiễm khí thải: Nguồn gốc gây ô nhiễm không khí: -bụi sinh ra trong quá trình đánh bóng:do bụi kim loại có tỷ trọng nặng nên không phát tán đi xa được, ô nhiễm thấp và có thể dùng xiclon để xử lý. -khí thải như hơi kiềm tư công đoan tẩy dầu mỡ,hơi axit tư công đoạn hoạt hoá bề mặt,hơi H2CrO4 và H2SO4 từ khâu mạ crom. -hơi dung môi hữu cơ từ khâu sấy. -khí thải từ lò hơi,phương tiện giao thông nội bộ chứa SO2,Nox,CO2…. Phương pháp xử lý khí thải: Thông gió cho xưởng mạ:để kiểm soát hơi axit cromit và hơi kiềm thoát ra trong quá trinh mạ. -Quá trình chuẩn bị vật mạ và quá trình mạ thường phát sinh một lượng lớn hơi, khí bụi… độc hại đối với con người và lam hư hại máy móc, vì thế xưởng mạ nhất thiết phải được trang bị tốt thiết bị thông gió để đảm bảo vệ sinh công nghiệp. -Các bể mạ đều được lắp đặt hệ thống hút và xử lý hơi sinh ra trong quá trình mạ, đảm bảo nồng độ hơi, khí thải sau xử lý đạt. TCVN – 5939- 5540-1995. hệ thống gồm các miệng hút trên từng bể cần thiết. -Hiện tại nhiều nhà máy có sử dụng hệ thống xử lý khí thải với phân xưởng mạ. Khí thải bao gồm hơi kiềm, hơi axit, hơi kim loại được quạt hút trực tiếp từ các bể đưa vào tháp rửa và được tẩy sạch qua nhiều công đoạn xử lý sau: + Làm ướt và hạ nhiệt độ khí thải bằng nước phun + Giảm tốc,hút dính + Phun nước tẩy rửa độc tố + Chặn khí ẩm và đưa khí sạch thoát ra không khí + Cho phép tuần hoàn sử dụng nước rửa sau đó thải vào bể nước thải để xử lý chung. Hệ thống xử lý có thể đạt 90% hiệu quả xử lý. Thiết kế để thông gió cho xưởng mạ: Phòng mạ phải được thiết kế đúng quy định về khoảng cách giữa các thiết bị, diện tích dành cho đường vận chuyển phải trang bị hệ thống hút khí, sưởi, hút ẩm, sao cho phòng luôn thông thoáng, nhiệt độ không dưới 180C, độ ẩm không quá 70-75%.Kho bảo quản hóa chất, nhất là muốn xyanua, phải có quạt hút khí ra từ phía dưới.Các bể tỏa hơi, khí độc hại phải trang bị máng hút khí tại miệng bể tỏa nhiều khí độc hại như bể tẩy đồng và hợp kim đồng… phải đặt trong tủ hút kín. →Đối với nhà xưởng sản xuất, khi thiết kế có chú ý đến sự thông gió tự nhiên để giảm lượng khí độc hại nhất là phân xưởng mạ. Thông gió cho phòng máy mài và đánh bóng: Phòng này phát sinh nhiều bụi kim loại, bụi bông vải, bụi hạt mài và hwoi thuốc mài, đánh bóng… phải đặt phòng này cách xa phòng mạ, phòng thí nghiệm, đồng thời phả hút bụi cục bộ tại bánh mài, bánh đánh bóng và phải thổi gió tươi mát vào chỗ công nhân thao tác máy. Nên tận dụng thông gió và ánh sáng tự nhiên tối đa cho phòng này. Tốc độ không khí trong ống phải đạt 16÷20m/s để cho tốc độ không khí bị hut tại miệng vỏ chụp không thấp hơn 3÷4m/s mới đủ sức hút được bụi kim loại vào ống. Không khí hút từ các máy mà – đánh bóng tước khi thải ra ngoài trời phải được làm sạch hết bụi, bẩn. Thiết bị làm sạch có thể là xyclon, buồng lắng, buồng rửa, lọc ướt… Thông gió cho phòng phun cát và phun bi kim loại Phun cát làm sạch bề mặt kim loại phải dùng tia cát có áp suất lớn 6kg/cm2, hiện nay đang sử dụng phương pháp phun cát ướt hoặc phun bi hay cát kim loại. phòng phun cát phải cách li khỏi phòng mạ, phòng cơ khí và các phòng kị bụi khác. Hệ thống ống thông gió: Thiết bị tách bụi trong khí thải, dựa trên nguyên tắc tác dụng của trọng lực, lực quán tính và lực li tâm có thể tách khô hoặc ướt được chia làm ba nhóm thiết bị: buồng lắng, buồng xoáy lốc, xyclon và buồng nón tách bụi, Buồng lắng để lắng bụi hạt to có hàm lượng đến 200g/m3, Buồng xoáy lốc lắng bằng lọc li tâm Buồng nón và cyclon tách bụi, không khí vào nón lớn tách bụi và ra khỏi nón bằng khe 60 độ, bụi trong nón nhỏ cùng với 5-7% không khí theo ống dẫn đến xyclon rồi tách ra và rơi xuống buồng chứa còn không khí sạch được quạt phóng không ra ngoài. Loại này thường dùng làm sạch bụi cho phòng phun cát. Nhờ có bộ tách bụi hình nón mà xyclon có thể nhỏ đi từ 3-6 lần. Lắp dặt hê thống cyclon dủ công sất hút thu gom bụi cho các khu vực sản xuất:mài và đánh bóng vành, đánh bóng trong vành, đánh bóng cạnhvà đánh bóng ống xả, Các cyclon này là loại ướt bao gồm 2 phần:phần tách bụi và phần phun nước để gom bụi nhẹ lơ lửng về bể lắng. Ô nhiễm từ chất thải rắn: Nguồn gốc chất thải rắn: -Thép vụn từ quá trình sản xuất ở các công đoạn dập tạo hình… còn bao bì hoá chất có thể các bao nilon , bao tải, bao giấy, để đựng hoá chất dạng khô, các can đựng hoá chất dạng lỏng… -Bùn lắng từ hệ thống xử lý chất thải có chứa kim loại nặng: với hệ thống xử lý hiện đại lượng bùn sau khi nén ép chỉ còn gần 500 tấn/năm. -Chất thải rắn trong sinh hoạt:chất thải nhà bếp, chất thải văn phòng -Công đoạn làm sạch bề mặt ở đây sử dụng các loại máy mài, máy đánh bóng,cát và máy phun cát.Do đó lượng cát tạo ra có thể coi là chất thải. →Đối với một số cơ sở sản xuất loại vừa thì lượng chất thải rắn sinh hoạt thì không quá 600m3 /năm. Chất thải rắn từ quá trình sản xuất công nghệ mạ điện chứa nhiều kim loại năng và cả các chất thải độc hại khác. Vì thế nó sẽ gây ô nhiễm đất và nguồn nước nếu không được xử lý và chôn lấp cẩn thận. Các chất gây ô nhiễm này có thể theo chuỗi dinh dưỡng đi vào cơ thể người gây ra những bệnh nguy hiểm. Phương pháp xử lý chất thải rắn: Lượng chất thải rắn được tạo thành không đáng kể và được xử lý như sau: -Chất thải rắn sinh hoạt được đưa đi xử lý cùng với rác thải của thành phố. Công ty hợp đồng với công ty môi trường địa phương để vận chuyển tới bãi chôn lấp theo quy định -Phế thải kim loại, ở đây chủ yếu là thép vụn thì được tái sử dụng quay trở lại nơi sản xuất thép để sản xuất thép thành phần. -Riêng nguồn thải có chứa kim loại nặng được thu gom và xử lý tập trng theo quy trình công nghệ cần thiết công ty ký hợp đồng với những đơn vị chuyên về xử lý chất thải độc hại về nơi xử lý. Ô nhiễm nước thải và nước rửa: Nguồn gốc gây ô nhiễm nước -Nguồn nước thải từ khâu xử lý bề mặt cho mạ, nước thải sau khi mạ. Lượng nước chứa chất rắn lơ lửng, dầu mỡ, hóa chất xử lý, và các hóa chất mạ. Gồm có: -Nước thải mang tính kiềm: Sinh ra khi tẩy dầu mỡ có chứa Na2SO3, Na3PO4, Na2SiO2, nước thải mang tính axit: từ khâu hoạt hóa bề mặt H2SO4, H3PO4, nước thải mạ có chứa các chất hóa học như H2CrO4, H2SO4 -Nước thải sinh hoạt nội bộ nhà máy chứa cặn bã chất rắn lơ lửng , chất hữu cơ, chất dinh dưỡng (nitrogen, photpho) và vi sinh. -Nước mưa chảy tràn -Lượng nước thải sinh ra không ổn định mà luôn thay đổi theo quá trình sản xuất. Nước thải có thành phần rất đa dạng, nồng độ lại thay đổi rất rộng, pH thay đổi từ axit trung tinh, hoặc kiềm. -Ta chỉ xét lượng nước thải ra do quá trình sản xuất chứ không tính ra riêng để dễ dàng hơn cho quá trình xử lý. Lưu lượng và thành phần các chất ô nhiễm đặc trưng trong nước thải ngành mạ điện: -Trong công nghệ xi mạ, lượng nước thải phát sinh không nhiều, đối với các cơ sở nhỏ khoảng 5 - 10 m3/ngày và đối với cơ sở lớn khoảng 12 - 50 m3/ngày. Nước thải trong ngành xi mạ bao gồm nước rửa trước mạ và nước rửa sau mạ, trong đó các chất gây ô nhiễm trong nước rửa trước mạ chủ yếu là nước thải có pH quá cao (pH > 9) hoặc quá thấp (pH < 4), sắt và dầu mỡ (sinh ra từ khâu tẩy dầu), SO42-,… Trong khi đó, các kim loại nặng phát sinh chủ yếu trong phần nước rửa sau mạ, và tùy thuộc vào loại hình mạ mà nước thải có thể chứa các kim loại nặng khác nhau như: crom, niken, kẽm, đồng,… - Đối tượng xử lý chính nước thải mạ là các ion vô cơ mà đặt biệt là các muối kim loại như crom, niken, đồng, kẽm, xyanua, cromat, sắt… Công nghệ xử lý nước thải tại Việt Nam: Ở Việt Nam các công nghệ được áp dụng để xử lý nước thải chứa kim loại nặng chủ yếu là kết tủa và keo tụ. Các phương pháp xử lý nước thải khác như trao đổi ion, điện hóa,… chỉ được nghiên cứu mà chưa được áp dụng. Số liệu khảo sát thực tế cho thấy, nước thải sau xử lý của một số nhà máy xi mạ vẫn chưa đạt tiêu chuẩn xả thải, nguyên nhân là do thành phần nước thải rất phức tạp. Nước thải không chỉ chứa kim loại nặng mà chúng còn có pH dao động rất lớn từ nước rất kiềm (pH >9) đến nước rất axit (pH<3), và hàm lượng dầu khóang cao,… vì thế việc xử lý rất khó khăn và rất tốn kém. Giá thành xử lý nước thải dao động từ 10.000 - 20.000 đồng/m3 chưa tính đến chi phí xử lý bùn thải và đây cũng là một trong những lý do mà các nhà máy xây dựng trạm xử lý nước thải nhưng không vận hành thường xuyên, mục đích chỉ là đối phó các cơ quan quản lý. Bảng các chỉ số ô nhiễm kim loại nặng của nước thải mạ điện Chỉ tiêu Đơn vị Nước thải chưa xử lý Tiêu chuẩn kiểm soát TCVN 5945 - 1995 Loại B Loại C pH 3,11 5,5 – 9,0 5 – 9,0 Niken mg/l 5 – 85 1,0 2,0 Crom mg/l 1,0 – 100 0,1 0,5 Kẽm mg/l 2,0 – 150 1,0 5 Đồng mg/l 15 – 200 0,1 5 Sắt mg/l 1,0 – 5,0 5,0 10 Xyanua mg/l 1,0 – 50 6,1 0,2 Ghi chú: + Nước thải công nghiệp có thông số và nồng độ các chất thành phần bằng hoặc nhỏ hơn giá trị quy định trong cột B được đổ vào vùng nước không dùng làm nguồn nước cấp sinh hoạt. + Nước thải công nghiệp có thông số và nồng độ các chất thành phần lớn hơn giá trị quy định trong cột B và nhỏ hơn giá trị trong cột C. Chỉ được đổ vào đúng nơi quy định. Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải mạ điện: -Trong công nghệ mạ điện dung dịch mạ được lọc và giữ lại trong bể mạ, phần hoá chất tiêu hao được bổ sung thêm để giữ nguyên thành phần dung dịch. -Xong mạ điện là công nghiệp sử dụng nhiều hợp chất khác nhau trong các công đoạn khác nhau từ khâu làm sạch phôi đến khâu mạ, sử dụng nước và các hoá chất để tẩy rửa vật mạ trước khi cho vào mạ cũng như sau khi lấy ra để thực hiện các công đoạn cho đến khi hoàn thành sản phẩm, sấy khô, đóng gói. -Chất thải chính của quá trình mạ là nước thải xi mạ, nước rửa tuỳ các phương pháp mạ khác nhau như mạ đồng, crom, niken, thiếc, kẽm… mà các chất có chứa hàm lượng các muối kim loại vô cơ khác nhau. Điểm giống nhau của nước thải công nghệ mạ là chứa nhiều muối kim loại hoà tan có độ pH thay đổi rộng từ axit mạnh đến kiềm mạnh. Do đó công nghệ xử lý nước thải của công nghệ mạ cũng có một số phương pháp chính dựa trên tính chất của các muối kim loại có trong nước thải. -Làm sạch nước thải của công nghệ xi mạ có nhiệm vụ chính là loại bỏ các ion kim loại nặng có trong nước thải và gây độc cho con người như kẽm, cromat, niken, sắt, đồng, chì, thuỷ ngân và các chất độc khác như xyanua, các chất hoạt động bề mặt, các chất hữu cơ phụ gia. Để giải quyết việc giảm thiểu các hoá chất độc trong nước ta phân loại như sau: Phân loại các loại nước thải trong mạ điện: Đặc điểm nước thải chứa xyanua: - Xyanua là chất có tính độc rất cao và sẽ gây tử vong nếu ăn vào, hít vào hoặc để thấm vào da.. -Ngoài ion tự do CN- còn có phức xyanua, kẽm, cadimi, đồng,muối,mùm,chất hữu cơ.Dao động từ 5-300mg/l,nồng độ tổng các kim loại 30-70 mg/l,pH>7 và chứa một ít tạp chất cơ học. -Công nghệ mạ đồng, kẽm, Cadmi, vàng… thường chứa hợp chất rất độc hại như: Na(CN)2, KCN, CuCN2, Fe(CN)2 và các gốc xyanua phức tạp [ Cu(CN)2]1-, [ Cu(CN)3]2- , [ Cu(CN)4]3- , [ Zn(CN)4]3- … . Lượng xyanua trong nước thải mạ dao động rất lớn từ 10÷300mg/l. -Cần xử lý để nồng độ xyanua (CN-) không quá 0,01mg/l. Có thể dùng sunphat sắt FeSO4.7H2O để biến CN- thành một hợp chất xanh berlin hay xanh pruxơ làm cho xyanua trở thành không độc. - Quản lý chất thải có xyanide rất là tốn kém. Bằng cách không dùng hay giảm sử dụng xyanua bạn có thể giảm bớt được chi phí xử ly và trách nhiệm pháp lý có liên quan đến việc quản lý và hủy bỏ chất thải có xyanua. Các phương pháp làm sạch xyanua trong chất thải: Làm sạch nước thải xyanua bằng phương pháp hóa học: Nguyên tắc:oxi hóa xyanua tự do và phức của nó thành hợp chất ít độc hơn, xyanat hoặc khí nitơ và cacbonic.Chất để oxy hóa có thể là:nước Clo, H2O2 ,NaOCl, CaOCl2, KMnO4… -Điều kiện tiến hành :oxi hoá các xyanua phụ thuộc vào: +Loại chất oxi hoá sử dụng, nồng độ xyanua tự do và phức chất, pH của dung dịch. +Liều lượng chất oxi hoá quyết định mức độ sạch của nước sau xử lý, nhưng liều lượng này phụ thuộc vào nồng độ xyanua và dạng tồn tại của chúng trong nước thải, vào pH và độ biến động pH trong quá trình xử lý. Nồng độ xyanua càng loãng càng tốn nhiều chất oxi hoá. Như vậy mới oxi hoá triệt để xyanua được Oxy hoá xyanua dùng các hợp chất Clo -Dùng dung dịch NaOCl có thể tích lớn. Oxi hoá xyanua bằng clo và hợp chất chứa clo phải tiến hành trong phạm vi pH=8,5-12 tuỳ loại chất oxi hoá, tuỳ pH môi trường và chất oxi hoá mà xyanua có thể bị oxi hoá thành xyanat hoặc cacbonic và nitơ. -Để xử lý xyanua quy ra 1kg HCN cần dùng 3,9 kg lượng Clo. Để đảm bảo thường phải dùng gấp đôi, khuấy trong bể lớn liên tục trong một giờ. -Trong quá trình trung hoà xyanua có tạo ra hydroxit Ca(OH)2, Pb(OH)2 , Fe(OH)3 , giữ pH từ 7,5÷9 để kiểm tra. Ôxy hoá xyanua bằng FeSO4 Trong điều kiện sản xuất nhỏ ở các xưởng mạ thủ công nghiệp việc trung hoà CN tiến hành thuận lợi bằng dung dịch sunphat sắt FeSO4.7H2O: Fe2+ + 6CN = Fe(CN)64- Phản ứng tiếp theo tạo kết tủa không tan: Fe(CN)64-+ Fe2+ = Fe2Fe(CN)6 (xanh berlin) Hay 3Fe(CN)6 +4 Fe3+ = Fe4[Fe(CN)6 ]3 (xanh pruxơ) Oxi hoá nước thải xyanua bằng ozne , KMnO4, FeSO4, có nhiều ưu điểm về mặt công nghệ hơn dùng clo vì chúng không sinh ra các hợp chất trung gian bay hơi. Oxi hoá nước thải xyanua bằng ozne thích hợp cho trường hợp cần xử lý nước thải lớn mà trong đó có chứa các cation đồng, kền, nếu không được làm sạch thêm có thể dùng lại nước sản xuất của xưởng. Ưu điểm: -Giảm được tổng lượng nước trong nước xử lý do phân hủy được các xyanua và đuổi được hết oxi , nitơ và một phần H2CO3. -Sau khi tách các hydroxit kim loại nặng bằng cách lắng, gạn, có thể làm sạch thêm nước xử lý để dùng lại bằng phương pháp trao đổi ion hay điện thẩm tích Khử độc nước thải bằng KMnO4: thích hợp cho năng suất nhỏ vì trang thiết bị vận hành đơn giản nhưng đắt do KmnO4 cao. Làm sạch nước thải xyanua bằng phương pháp điện hoá -Khi xử lý sẽ sinh NH4+, xyanat, Na3CO3, ure, trên catot thường có kim loại thoát ra. Anot có thể là thép không gỉ. -Nước thải chứa nhiều xyanua nên cho thêm NaCl hoặc NaOH rồi mới điện phân vì khi đó tại anot ngoài oxi còn có ion ClO-, làm tăng thêm tác dụng oxi hoá nâng cao hiệu quả làm sạch nước và tiết kiệm điện năng tiêu thụ. -Có thể điện phân, chế tạo NaClO từ muối rồi dùng như một hoá chất. Ưu điểm:nó là xử lý được nước thải chứa nhiều hoặc ít xyanua hoặc thiết bị chế tạo NaClO khá đơn giản rẻ, -Sau khi oxi hoá xyanua cần tách kim loại nặng trong nước thải, khâu này được tiến hành đồng thời với việc làm sạch nước thải kiềm- axit chung của xưởng. Đối với nước thải chứa Cr6+ và Ni2+: Phương pháp khử - kết tủa hóa học: Nguyên tắc: Khử Cr6+ rất độc về Cr3+ là dạng ít độc hơn sau đó loại bỏ Cr3+và Ni2+ bằng cách cho kết tủa với NaOH hoặc Ca(OH)2 ở giá trị pH tối ưu, các hidroxit kim loại tạo thành kết tủa. -Chất khử có thể dùng là natri sunffit, natri bisunfit, natri hydrosunfit và sắt (II) sunfat, khí SO2, phoi thép… ví dụ: Dùng FeSO4 trong môi trường axit: H2Cr2O7 + 6FeSO4 + 6H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 +7H2O Dùng FeSO4 trong môi trường kiềm: Na2CrO4 + 3FeSO4 + 4NaOH + 4H2O = Cr(OH)3 + 3Fe(OH)3 + 3 Na2SO4 Dùng chất khử có chứa ion SO32- :phải tiến hành trong môi trường pH=2,5-3,5. nếu để pH lớn hơn 3,5-4 phản ứng khử Cr6+ sẽ bị ngừng lại cho dù chất khử có dùng dư đi nữa. -Nồng độ Cr6+ trong nước thải có ý nghĩa rất quan trọng. khi nồng độ Cr6+ thấp quá thì sẽ tốn nhiều chất khử, pH càng cao càng tiêu tốn chất khử -Nên khử bằng FeSO4 trong môi trường kiềm vì sẽ tận dụng dung dịch kiềm hỏng , dung dịch kiềm tẩy mỡ, nước thải kiềm tính để kiềm hoá nước thải cần xử lý. -Làm sạch Cr6+ có thể làm sạch bằng phương pháp điện keo tụ với anot thép hoà tan, phải thêm ion Cl- để khắc phục hiện tượng thụ động anot và catot. Cách khử Cr6+ về Cr3+ trong công nghiệp: -Dung dịch phản ứng được bơm vào bể lắng đứng, bể lọc bùn – nước sau lọc đưa vào bể điều hòa, tại đây sử dụng dung dịch axit sunphuric hoặc tận dụng axit tẩy rỉ để điều hòa pH về giá trị từ 6÷9 cho phù hợp với tiêu chuẩn dòng thải, bùn thải được làm khô và đem đi chôn cất. Sơ đồ xử lý nước thải kim loại nặng bằng phương pháp kết tủa: -Để kết tủa 1kg Ni2+ lượng Ca(OH)2 cần dùng là 1,52kg. Loại bỏ Cr3+ và Ni2+ ở dạng kết tủa: -Nước thải sau khi loại bỏ hết Cr6+ được hoà chung với nước thải kiềm-axit để làm sạch tiếp .Cuối cùng được tách khỏi nước thải dưới dạng kết tủa hydroxyt bằng cách kiềm hoá nước thải đến pH=8,5-8,8. -Thông thường ở pH >7 các ion kim loại kẽm, chì, đồng, crom, niken, sắt tạo ra hydroxyt không tan : Zn(OH)2, Ni(OH), Cu(OH)2, Ni(OH)2, Fe(OH)3, Cr(OH)3 …..tạo bông lắng và dễ dàng hút ra khỏi chất thải. -Nếu thể tích nước thải xử lý nhỏ nên dùng phoi kim loại để khử : thiế