Ngành xi mạ phát sinh nước thải chứa nhiều thành phần chất gây ô nhiễm vì thế có rất nhiều giải pháp được nghiên cứu để xử lý? Ưu nhược điểm của các cách xử lý này là như thế nào?
Hiện nay, ngành mạ điện khá phổ biến chủ yếu thường mạ kẽm, niken, crom, đồng, cadimi, sắt, hợp kim stannum, chì và bitmut. Các kim loại này dễ phát tán theo nguồn nước thải, phần lớn hàm lượng sắt chiếm nhiều nhất trong nước thải.
Còn chrome và cadimium được coi là kim loại nguy hiểm. Xử lý nước thải không đủ, không đúng và không phù hợp sẽ gây nguy hiểm cho hệ sinh thái như nước, mặt đất, thực vật, động vật và cả con người.
Thành phần chính của nước thải xi mạ
Trong xử lý nước thải xi mạ, khó khăn lớn nhất đó chính là thiếu sự đồng nhất về tính chất, thành phần, nồng độ từ quy trình sản xuất và lượng nước sử dụng. Tùy thuộc vào các thành phần hóa học, nước thải xi mạ bao gồm 5 loại chính:
- Có tính axit: phát sinh từ quy trình mạ đồng, niken và kẽm với pH <6,5.
- Có tính kiềm: được tạo ra trong việc khử ô nhiễm khi pH > 8,5.
- Bị nhiễm muối kim loại nặng: hình thành khi xử lý bề mặt kim loại và ứng dụng mạ điện với pH < 6,5.
- Có chứa màu lục lam: chủ yếu hình thành trong quá trình mạ đồng, cadimi và bạc màu lục lam. Giá trị pH từ 2,8 – 11,5.
- Có chứa chrome: mạ chrome và khắc các bộ phận bằng thép với pH từ 2,3 – 8,8.
Ưu/nhược điểm trong xử lý nước thải xi mạ
Các phương pháp tiếp cận truyền thống để xử lý nước thải trong ngành xi mạ liên quan đến hóa chất, điện hóa và trao đổi ion để xử lý bằng cách hấp phụ.
Phương pháp thuốc thử
Phương pháp thuốc thử là cách đơn giản và thông dụng nhất. Lúc này, ion kim loại nặng chuyển hóa thành hydroxit không hòa tan bằng các phản ứng hóa học và sau đó chúng được lắng và tách ra khỏi nước. Thuốc thử được sử dụng nhiều nhất là xút, vôi và phụ phẩm axetylen.
Ngoài ra, chất keo tụ có tác dụng cải thiện tốc độ đông tụ hydroxit và tốc độ phản ứng. Tuy nhiên, nhược điểm lớn nhất của phương pháp này có độ nhạy thấp hơn chất ô nhiễm nên tiêu thụ nguồn thuốc thử lớn, quá trình phản ứng chậm.
Phương pháp điện hóa
Còn các phương pháp điện hóa lọc nước liên quan đến quá trình đông tụ điện và đông tụ điện hóa. Ở đó, Cr6+ bị loại bỏ hoàn toàn ra khỏi nguồn nước. Sau đó, Fe2+ khử Cr6+ thành Cr3+ và hình thành các hydroxit. Sự khác biệt giữa đông tụ điện và đông tụ điện hóa là cách sắt được hòa tan. Quá trình này chủ yếu là sự phân ly điện hóa sắt do điện áp tác động lên điện cực dương.
Nhìn chung các phương pháp xử lý nước thải xi mạ điện hóa rất phức tạp phụ thuộc vào giá trị pH, cường độ dòng điện và thời gian xử lý nước thải. Quy trình xử lý nước thải xi mạ chủ yếu sự khử catot để loại bỏ ion chì, thủy ngân, asen và chrome từ nước thải. Các chất ô nhiễm chuyển hóa thành chất ít độc hại hơn và dễ tách ra khỏi nước (khí hoặc cặn rắn). Kim loại lắng đọng trên catot và được thu hồi dễ dàng.
Phương pháp trao đổi ion
Còn đối với phương pháp trao đổi ion dựa vào khả năng của các chất trao đổi cation và anion trong dung dịch nước và hấp thụ chúng ra khỏi nước. Vật liệu trao đổi đòi hỏi có độ bền, ổn định với môi trường axit, kiềm, chất oxy hóa – khử, khả năng chống lại dung môi và thay đổi lưu lượng nước.
Chất trao đổi cation thường là axit mạnh, axit yếu. Sau khi được bão hòa, chất trao đổi được tái sinh và hình thành dung dịch muối đậm đặc.
Trao đổi ion giảm lượng tiêu thụ nước ngọt trong quá trình mạ điện từ 2 – 4 lần. Nhưng phương pháp này lại có những hạn chế như:
- Sử dụng nhiều thuốc thử (gấp 3 – 4 lần so với yêu cầu) để tái sinh chất trao đổi.
- Tiêu thụ nguồn nước lớn để rửa vật liệu ion và lượng lớn muối khoáng đổ vào khu vực nước trung hòa.
- Chi phí cao và yêu cầu thiết bị – máy móc lớn.
Quá trình lọc nước cuối cùng là xử lý nước thải kim loại thường liên quan đến phương pháp hấp thụ. Phương pháp này có tác dụng loại bỏ các kim loại còn lại mà không thể chiết xuất trong các giai đoạn trước. Than hoạt tính là chất hấp phụ phổ biến nhất vì dễ tìm và chi phí sử dụng tương đối rẻ. Tuy nhiên, phương pháp này lại bị hạn chế về tiêu thụ nhiều thuốc thử để tái sinh chất hấp thụ và yêu cầu thiết bị cồng kềnh.
Liên hệ ngay công ty Hợp Nhất – Đơn vị xử lý môi trường uy tín để được hỗ trợ!
