Nước thải từ ngành xi mạ có mức độ ô nhiễm cao, chứa nhiều kim loại nặng và hóa chất độc hại. Nếu không được xử lý đúng cách, nó có thể gây ô nhiễm nghiêm trọng cho môi trường và ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Dưới đây là một số phương pháp xử lý nước thải xi mạ và ưu/nhược điểm của từng phương pháp.
1. Đặc điểm thành phần 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 crom: Mạ crom và khắc các bộ phận bằng thép với pH từ 2,3 – 8,8.
2. Ưu/nhược điểm của một số cách 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 kết tủa hóa học
Nguyên lý:
- Dùng hóa chất để kết tủa kim loại nặng trong nước dưới dạng hydroxide hoặc sulfide.
- Kim loại nặng sau đó được loại bỏ bằng lắng hoặc lọc.
Hóa chất sử dụng:
- NaOH, Ca(OH)₂: Kết tủa kim loại dưới dạng hydroxide.
- Na₂S, H₂S: Tạo kết tủa sunfua kim loại (hiệu quả hơn hydroxide).
Ưu điểm:
- Xử lý tốt các kim loại nặng như Cu²⁺, Ni²⁺, Zn²⁺, Pb²⁺.
- Dễ thực hiện, chi phí thấp.
Nhược điểm:
- Cần điều chỉnh pH chính xác để kết tủa hiệu quả.
- Phát sinh bùn thải cần xử lý tiếp.
Phương pháp keo tụ – tạo bông
Nguyên lý: Sử dụng phèn nhôm (Al₂(SO₄)₃), PAC hoặc polymer để kết dính các hạt lơ lửng, kim loại nhỏ thành bông cặn dễ lắng.
Ưu điểm:
- Loại bỏ hiệu quả chất rắn lơ lửng, kim loại nặng, màu.
- Giúp xử lý bước đầu trước khi lọc.
Nhược điểm:
- Cần kiểm soát liều lượng hóa chất.
- Phát sinh bùn thải cần xử lý.
Phương pháp điện hóa
Nguyên lý: Dùng điện phân để kết tủa kim loại nặng từ nước thải lên cực. Áp dụng cho xử lý Cu, Zn, Ni, Cr.
Ưu điểm:
- Hiệu suất cao, có thể thu hồi kim loại.
- Giảm lượng hóa chất sử dụng.
Nhược điểm: Chi phí đầu tư cao, tiêu tốn điện năng.
Phương pháp hấp phụ
- Nguyên lý: Sử dụng vật liệu hấp phụ để loại bỏ kim loại nặng và hóa chất độc hại.
- Vật liệu hấp phụ: Than hoạt tính, Zeolite, nhựa trao đổi ion, vật liệu nano.
- Ưu điểm: Xử lý tốt các kim loại nặng còn sót lại sau quá trình xử lý chính.
- Nhược điểm: Cần thay thế hoặc tái sinh vật liệu hấp phụ thường xuyên.
Phương pháp trao đổi ion
- Nguyên lý: Dùng nhựa trao đổi ion để loại bỏ kim loại nặng bằng cách thay thế ion trong nước (trao đổi cation và anion trong dung dịch nước và hấp thụ chúng ra khỏi nước).
- Ưu điểm: Hiệu quả cao, có thể tái sử dụng nhựa trao đổi ion.
- Nhược điểm: Chi phí cao, cần tái sinh nhựa bằng hóa chất. 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.
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.
Kết hợp nhiều phương pháp
Nước thải xi mạ cần xử lý bằng nhiều phương pháp kết hợp để đảm bảo an toàn trước khi xả thải.
Chẳng hạn trong một hệ thống có sự kết hợp của nhiều bể xử lý, bao gồm:
- Bể điều hòa: Ổn định lưu lượng và nồng độ ô nhiễm.
- Bể trung hòa: Điều chỉnh pH.
- Bể khử Crom & Cyanide: Sử dụng hóa chất để khử độc tố.
- Bể keo tụ – tạo bông: Loại bỏ kim loại nặng.
- Bể lắng & lọc: Lắng cặn và lọc nước.
- Lọc màng RO: Tăng cường chất lượng nước đầu ra.
Trên đây là một số thông tin về ưu nhược điểm của một số phương pháp xử lý nước thải xi mạ. Nếu Anh/Chị đang có nhu cầu tư vấn, thiết kế, thi công hệ thống xử lý nước thải, hãy liên hệ Công ty chuyên xử lý nước thải Hợp Nhất qua Hotline: 0938.857.768 để được hỗ trợ nhanh chóng.
