Đề tài Tìm hiểu công nghệ mạ kim loại dòng thải và các chất thải quan trọng

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 : thiết bị đơn giản, kim loại tốn ít.Làm sạch nước thải Cr có thể dùng thiết bị làm việc gián đoạn theo chu kỳ. Xử lý các cation kim loại nặng trong nước thải: Công nghệ mạ điện sinh ra nhiều chất thải độc hại, đặc biệt là kim loại nặng gây ô nhiêm môi trường xung quanh. Phương pháp trao đổi ion: Nguyên tắc: -Cho nước thải lọc lần lượt qua hai cột cationit và anionit, các cation tạp chất sẽ được giữ lại ở cột đầu, các anion tạp chất sẽ được giữ lại trong cột cuối, nước trở nên rất sạch hoàn toàn có thể dùng lại Cách tiến hành phương pháp trao đổi ion: -Cho nước thải lần lượt lọc qua cột cationit và anionit. Nước thải khi tiếp xúc với nhựa cationit các kim loại nặng sẽ được giữ lại ở cột đầu do trao đổi với H+ nhựa: R-H + Me-X = Rme + H+ + X- -R-H là nhựa trao đổi cation Me là kim loại nặng -Tiếp theo nước thải lọc qua cột trao đổi anion, các anion trong nước thải sẽ được giữ lại ở cột cuối do trao đổi với OH- của nhựa. Ion OH- chuyển vào nước kết hợp với các ion H+ tạo thành nước khi đó nước trở nên rất sạch và có thể dùng lại: R-OH + X- = R-X + OH- H+ + OH-= H2O -R-OH là nhựa trao đổi anion -X- là anion -Sau thời gian các cột ionit có thể tái sinh: +nước rửa cationit chứa các ion và axit dư được đưa đi thu hồi và dùng vào việc khác, cation nước rửa cationit được tái sinh và bắt đầu chu kỳ mới. +nước rửa anionit chứa các ion và axit dư được đưa đi thu hồi và dùng vào việc khác, anion nước rửa anionit được tái sinh và cũng bắt đầu chu kỳ mới , -Nếu nước thải chỉ có một loại cation tạp chất thì qua trao đổi ion sẽ tách được riêng anion đó nên có thể dùng lại ngay cho bể tương ứng của xưởng ấy.Nếu nước thải hỗn hợp thì dung dịch tái sinh sẽ chứa nhiều loại cation. muốn sử dụng và tách riêng ra. Thiết bị trao đổi ion: -Thiết bị để đun chính gồm một cột chứa nhựa trao đổi ion như hình vẽ, cột trao đổi ion có thể tự chế bằng nhưa PVC sử dụng ống nhựa PVC loại đường kính Ø = 220mm và các chi tiết có sẵn. -Nước rửa của cơ sở xi mạ gom về hố gom, qua bước tách rác -Có thể đặt hàng và mua các thiết bị trao đổi ion tại các cửa hàng chuyên doanh xử lý nước theo yêu cầu. Các điều kiện kỹ thuật cần tuân thủ: Phải lọc sạch tạp chất cơ học hấp phụ hết dầu mỡ, chất hữu cơ và chất làm độc nhựa ionit rồi mới thải và lọc. Mỗi lượng muối tạp chất trong nước thải không quá 1÷2mg/l vì vậy cần giai đoạn rửa thu hồi trước để giảm bớt nồng độ hóa chất trong chất thải. Ưu điểm: Diện tích sử dụng thấp. Tốc độ xử lý nhanh. Thao tác vận hành đơn giản. Nước thải sau xử lý có thể sử dụng lại. -Phương pháp trao đổi ion cũng thích hợp với việc làm sạch nước thải crom và nước thải kiềm-axit nhưng phải tách riêng chúng ra. -Trong nhiều trường hợp phương pháp trao đổi ion được dùng để làm sạch thêm cho nước đã qua xử lý bằng hoá chất Nhược điểm: Chi phí đầu tư và vận hành cao. Chỉ thích hợp với qui mô năng suất nhỏ. Làm sạch nước thải kiềm-axit: Nguyên tắc:trung hoà pH=8,5-9 để kết tủa các kim loại trong nước thải. -Việc trung hoà nước thải kiềm-axit có thể tiến hành tự động bằng cách hoà trộn các dòng nước thải của xưởng và bổ sung thêm nước thải xyanua, nước thải crom đã qua xử lý. -Sau đó lắng gạn để tách các kim loại,muốn loại bỏ triệt để kim loại sau khi lắng gạn cần gia công nước thêm bằng hoá chất rồi lọc trên máy lọc cơ. -Nước từ máy lọc ,đặc biệt là lọc có thêm sunfocacbon có thể đưa phần lớn chúng và hệ thống cấp dẫn nước để dùng lại, hay dẫn toàn bộ đến nơi nào cần dùng nước có chất lượng không cao lắm. Ưu điểm:khử được độc hại cho nước thải Nhược điểm:tuy nhiên không thu hồi được các chất có ích như các kim loại, các axit, kiềm, hoá chất xử lý Phương pháp điện hóa: Nguyên lý: Chuyển hóa các chất bẩn có hại trực tiếp bằng phản ứng điện cực trên anot và catot. Cần bổ sung ion Cl- và nước thải để khắc phục hiện tượng thụ động anot và catot. Ưu điểm: -Thu hồi kim loại sạch và kim loại quí -Công nghệ đơn giản dễ tự động hóa. -Không tiêu tốn chất xử lý Nhược điểm: Tiêu tốn nhiều điện năng nên chi phí xử lý lớn (0,22kwh/m3) Thích hợp với nước thải có hàm lượng ion kim loại nhỏ Khi có nhiều ion khác nhau thì khó điều khiển quá trình xư lý do có nhiều yếu tố ảnh hưởng Phương pháp sinh học: -Phương pháp sinh học dể xử lý nước thải chứa kim loại nặng hiện nay đang được chú ý nghiên cứu và ứng dụng do có nhiều ưu điểm lớn về hiệu quả kinh tế Nguyên tắc: Sử dụng các loại thực vật, các thủy vi sinh vật hiếm khí và yếm khí, bèo tổ ong, tảo… để tiêu thụ kim loại nặng trong nước thải .Các vi sinh vật này sử dụng kim loại nặng như nguồn dinh dưỡng để phát triển -Hiện nay đã có một số nghiên cứu áp dụng tảo để xử lý crom, niken với hiệu suất khoảng 80%. -Tuy nhiên việc áp dụng phương pháp sinh học còn nhiều hạn chế do phải đảm bảo các điều kiện về dinh dưỡng, nhiệt độ và hàm lượng kim loại nặng không quá cao khi đó vi sinh vật mới tồn tại được. Ưu điểm của phương pháp sinh học: chi phí xử lý thấp không tốn hóa chất và năng lượng vận hành thân thiện với môi trường Nhược điểm: mặt bằng lớn thời gian xử lý dài khi có nhiều kim loại thì hiệu quả thấp cần đảm bảo điều kiện môi trường cho vi sinh vật phát triển. →do vậy không thích hợp với cơ sở nằm trong thành phố hoặc dân cư. Phương pháp hấp phụ Nguyên tắc: Tách các cấu tử độc hại như Ni2+, Cr6+ ra khỏi pha lỏng và chuyển vào bề mặt hoặc trong mao quản của các chất hấp phụ. Đây là phương pháp có nhiều triển vọng trong xử lý nước thải chứa kim loại nặng. một số nghiên cứu cho thấy hiệ suất xử lý Cr6+ tới 97% với các chất hấp phụ là than hoạt tính, các vật liệu để hấp phụ là oxit nhôm, mạt cưa, than hoạt tính, zolit… Nhược điểm: chỉ thích hợp với nồng độ kim loại thấp do đó cần có các biện pháp xử lý sơ bộ như pha loảng hoặc hoặc keo tụ chi phí lớn Kết luận : mỗi phương pháp có một ưu nhược điểm nhất định. Phương pháp khử-kết tủa có nhiều ưu thế và thích hợp cho phân xưởng mạ lớn ,đảm bảo được các yêu cầu kỹ thuật cũng như kinh tế. phương pháp này thường sử dụng chất khử là FeSO4, chất khử này chế tạo dễ dàng từ quá trình sản xuất (tận dụng axit thải và phoi thép) nên có thể giảm đáng kể chi phí xử lý sau đó kết tủa Ni2+ và Cr3+ bằng Ca(OH)2.Do đó quyết định tới giá thành sản phẩm sau đó kết tủa Ni2+ và Cr3+bằng Ca(OH)2. Đối với nước rửa thu hồi: nước rửa thu hồi được dùng để bổ xung vào bể mạ mỗi khi cạn ( nhất là các bể có đun nóng), trường hợp không cần hết cần tổ chức tách triết các kim loại khỏi nước rửa thu hồi bằng các phương pháp: nội điện phân, điện phân dòng ngoài, chưng cất… Mối quan hệ giữa nước rửa,công nghệ rửa và nước thải trong công nghê mạ điện.Công nghệ mạ Sơ đồ rửa Nước tiêu thụ Chất lượng rửa Chất lượng mạ Chất lượng nước Đặc tính nước thải phương pháp xử lý nước thải Xử lý nước rửa thu hồi: Phương pháp nội điện phân: đặt các điện cực bằng kim loại có điện thế khá âm (Mg và Al) vào bể chứa dung dịch thu hồi rồi nối ngắn mạch với các tấm thép bền ăn mòn. giửa chúng sẽ xuất hiện một hiệu số điện thế. Mg và Al trở thành anot hòa tan ra, còn thép trở thành catot và kim loại từ dung dịch sẽ thoát ra ở đó dưới dạng bột hoặc màng xốp. phương pháp cho phép thu lại hầu như hoàn toàn các kim loại đồng, thiếc, và hợp kim chì, cadimi và các kim loại quí. Phương pháp điện phân bằng dòng ngoài: -Vỏ bể được dùng làm một trong hai điện cực. catot bằng thép không rỉ. anot bằng thép không rỉ, grapit, chì,… khoảng cách giữa các điện cực từ 50÷100mm. Cần khuấy đảo mạnh dung dịch trong khi điện phân. Phương pháp chưng cất: -Phương pháp chưng cất để cô đặc hóa chất trong nước rửa đến nồng độ thích hợp rồi dùng lại bể. SO SÁNH VỀ HIỆU QUẢ VÀ GIÁ THÀNH CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI. Phương pháp làm sạch hiệu quả làm sạch, % Giá thành, đơn vị tiền/m3 Giá thành, đơn vị tiền/kg Làm sạch bằng hoá chất (trung hoà, khử, oxy hoá các chất vô cơ) và làm một phần chất hữu cơ Lọc (tạp chất keo, hydroxyt, huyền phù) Hấp phụ bằng than hoạt tính (các chất vô cơ và hữu cơ) Trao đổi ion (các chất vô cơ, n, hợp chất chứa P) Thẩm thấu ngược (siêu lọc) dùng cho chất vô cơ hoà tan. Điện thẩm tích dùng cho các chất vô cơ và một phần các chất hữu cơ hoà tan Chưng cất 80-95 50-90 90-98 80-92 65-95 60-80 90-98 50-80 30-80 100-200 60-200 50-300 65-100 200-500 340-380 20-50 400-500 360-500 10-20 2-5 100-200 CÁC PHƯƠNG PHÁP MỚI GIÚP GIẢM THIỂU VÀ XỬ LÝ CHẤT Ô NHIỄM TRONG CÔNG NGHÊ MẠ ĐIÊN TỐT HƠN. Hiện nay có khá nhiều phương pháp mới nhằm làm sạch nước thải đồng thời thu hồi lại các kim loại. các phương pháp triển vọng nhất là vừa làm sạch nước thải vừa thu hồi lại các chất có giá trị riêng từng bước của quá trình công nghệ. Ưu điểm của chúng là tách riêng ra từng cấu tử chứ không chỉ là thu hồi ở dạng hỗn hợp các cấu tử. SẢN XUẤT SẠCH HƠN : UNEP dịnh nghĩa sản xuất sạch hơn là: ….“việc áp dụng liên tục chiến lược phòng ngừa tổng hợp về môi trường vào các quá trình sản xuất, sản phẩm và dịch vụ nhằm nâng cao hiệu suất sinh thái và giảm thiểu rủi ro cho con người và môi trường”. Mục tiêu của sản xuất sạch hơn là tránh ô nhiễm bằng cách sử dụng tài nguyên, nguyên vật liệu và năng lượng một cách có hiệu quả nhất. Ðiều này có nghĩa là thay vì bị thải bỏ sẽ có thêm một tỷ lệ nguyên vật liệu nữa được chuyển vào thành phẩm. Ðể đạt được điều này cần phải phân tích một cách chi tiết và hệ thống trình tự vận hành cũng như thiết bị sản xuất hay yêu cầu một đánh giá về sản xuất sạch hơn. Các giải pháp về sản xuất sạch hơn có thể là: -Tránh các rò rỉ, rơi vãi trong quá trình vận chuyển và sản xuất, hay còn gọi là kiểm soát nội vi; -Ðảm bảo các điều kiện sản xuất tối ưu từ quan điểm chất lượng sản phẩm, sản lượng, tiêu thụ tài nguyên và lượng chất thải tạo ra; -Tránh sử dụng các nguyên vật liệu độc hại bằng cách dùng các nguyên liệu thay thế khác; -Cải tiến thiết bị để cải thiện quá trình sản xuất; -Lắp đặt thiết bị sản xuất có hiệu quả, và -Thiết kế lại sản phẩm để có thể giảm thiểu lượng tài nguyên tiêu thụ. Sản xuất sạch hơn và kiểm soát ô nhiễm: -Sản xuất sạch hơn không giống như xử lý cuối đường ống, ví dụ như xử lý khí thải, nước thải hay bã thải rắn. Các hệ thống xử lý cuối đường ống làm giảm tải lượng ô nhiễm nhưng không tái sử dụng được phần nguyên vật liệu đã mất đi. -Do đó, xử lý cuối đường ống luôn luôn làm tăng chi phí sản xuất. Trong khi đó, sản xuất sạch hơn mang lại các lợi ích kinh tế song song với giảm tải lượng ô nhiễm. -Sản xuất sạch hơn đồng nghĩa với giảm thiểu chất thải và phòng ngừa ô nhiễm. -Sản xuất sạch hơn cũng là một bước hữu ích cho hệ thống quản lý môi trường như ISO14000. Lợi ích của SXSH(sản xuất sạch hơn): -Sạch hơn tốt hơn cho các doanh nghiệp -Lợi ích về mặt môi trường: -Cải thiện hiệu suất sản xuất,sử dụng nguyên liệu, nước, năng lợng có hiệu quả hơn;  -Tái sử dụng phần bán thành phẩm có giá trị;  -Giảm ô nhiễm:giảm chi phí xử lý và thải bỏ các chất thải rắn, nước thải, khí thải; tạo nên hình ảnh về mình tốt hơn; và cải thiện sức khoẻ nghề nghiệp và và an toàn.  -Giảm nguyên liệu và năng lượng sử dụng -Tiếp cận tài chính dễ dàng hơn. -Các cơ hội thị trường mới và đợc cải thiện: thực hiện đánh giá sản xuất sạch hơn sẽ giúp cho việc thực hiện hệ thống quản lý môi trờng nh ISO 14001 dễ dàng hơn. -Tạo nên hình ảnh công ty tốt hơn. -Môi trờng làm việc tốt hơn. -Tuân thủ luật môi trờng tốt hơn. 33 giải pháp sản xuất sạch hơn với công nghệ mạ điện: Dòng thải Nguyên nhân Giải pháp sản xuất sạch hơn 1.Tiêu hao nhiều hóa chất 1.1. Do lượng tạp chất dầu mỡ, gỉ nên thời gian sử dụng của bể dung dịch nhỏ 1.1.1. Giám sát chặt chẽ quá trình sản xuất bao gồm kiểm soát, hiệu chỉnh, và làm sạch các bể 1.1.2. Khử dầu mỡ liên tục bằng cách vớt váng bọt li tâm hoặc làm bay hơi trong bể tẩy dầu mỡ 1.2.Do chất đóng cặn Vệ sinh bể xử lý thường xuyên 1.3. Hóa chất bay hơi thành mù khí 1.3.1. Sử dụng chất tạo bọt ở bể điện phân, axit nhằm làm giảm diện tích bề mặt dung dịch tiếp xúc với không khí làm giảm sự bốc hơi của hóa chất 1.3.2. Thả các quả bóng nhựa trên bề mặt làm giảm diện tích bề mặt dung dịch tiếp xúc 1.3.3. Thu hồi mù khí trong một màng lọc đặc biệt nhằm thu hồi lại chất lỏng đưa về bể xử lý 1.4. Hóa chất rơi vãi khi trộn Vệ sinh và thu hồi ngay 1.5. Hóa chất rơi vãi từ bể này sang bể khác Lắp đặt các khay hướng dẫn ở khoảng giữa các bể đặt nghiêng về bể nước 1.6.Hóa chất bám dính Kiểm soát nồng độ dung dịch ở mức thấp nhất mà không ảnh hưởng đến chất lượng. 1.7. kiểm soát vật tư hóa chất 1.7.1. Kiểm kho tàng cơ sở có sổ ghi chép thời hạn các vật tư hóa chất 1.7.2. Xử lý và lưu kho nguyên vật liệu: chuẩn bị đầy đủ dụng cụ đo lường và pha trộn, sử dụng các cân chất lượng để cân và pha chế hóa chất 1.7.3. Kiểm soát việc tràn dung dịch, bảo dưỡng thiết bị, hệ thống thường xuyên chống rò rỉ 1.7.4. Kiểm tra bảo dưỡng hệ thống đều đặn 1.8. Tiêu hao hóa chất ở công đoạn tẩy nóng và điện hóa Lọc và thu hồi dung dịch tẩy và hồi lưu 2. Lượng nước thải lớn 2.1. Nước cấp và nhiều hơn dự tính 2.1.1. Thường xuyên kiểm tra và điều chỉnh van cấp nước vào các bể để đảm bảo nước trong bể đủ cho sản xuất 2.1.2. Lắp đặt đồng hồ đo nước đối với nguồn nước giếng khoan để kiểm soát lượng nước giếng khoan sử dụng 2.2. Nước rửa chỉ dùng một lần và thải ngay Tái sử dụng nước rửa ở những bể rửa phụ bằng phương pháp rửa ngược chiều tuần hoàn nước rửa 3. Tổn thất nước 3.1. Rò rỉ đường ống, hỏng van Khắc phục rò rỉ, thay van mới 3.2. Ý thức công nhân chưa cao 3.2.1. Đào tạo nâng cao ý thức tiết kiệm nước và các tài nguyên khác 3.2.2. Đóng van nước khi không làm việc 4. Tiêu hao nhiều crom Lượng crom chỉ đi vào lớp mạ một phần còn một phần lớn đi vào dòng thải Thu hồi bằng phương pháp cô đặc ở nhiệt độ thấp 5.Nhiều sản phẩm mạ hỏng 5.1. Xử lý bề mặt chưa đạt yêu cầu 5.1.1. Kiểm tra sản phầm trước khi đi vào bể mạ 5.1.2. Khống chế các thông số tẩy dầu mỡ, tẩy gỉ tốt hơn 5.2. Do chất lượng nước rửa Nâng cao chất lượng nước cấp từ đầu nguồn giếng khoan tách sắt giảm bớt độ cứng 6. Tiêu hao nhiều điện, nhiều ga 6.1. Động cơ xuống cấp Bảo dưỡng thiết bị động cơ theo định kỳ 6.2. Nhiều thiết bị sử dụng không hết công suất 6.2.1. Lập kế hoạch sản xuất phù hợp 6.2.2. Thay động cơ phù hợp 6.3. Một số vị trí trên buồng sấy hỏng, bảo ôn nhiệt Tăng cường bảo ôn các vị trí mất mát nhiệt cao 6.4.Chọn tối ưu trong sử dụng điện chiếu sáng Lắp các tấm tôn trắng trên trần nhà xưởng, tận dụng ánh sáng mặt trời để sản xuất (không tiêu thụ điện vào ban ngày và tăng thời gian sử dụng bóng đèn) 6.5. Khốn chế các thông số các quá trình chưa tốt 6.5.1. Đào tạo công nhân vận hành buồng sấy theo đúng quy định 6.5.2. Khống chế quá trình cháy trong lò sấy tối ưu Đối với nước rửa thu hồi: Dùng hệ thống tẩy rửa Drag-in/drag-out: Dùng hệ thống tẩy rửa ngược dòng: Dùng dung dich rửa bằng nước: -Có nhiều dung dịch rửa bằng nước có thể sử dụng an toàn hơn là dung môi clo. -Dung dịch rửa bằng nước cũng hiệu quả như dung môi clo mà lại ít tạo ra chất thải. →Do đó, khi dùng dung dịch rửa bằng nước sẽ giảm được chi phí quản lý và cũng giảm được trách nhiệm pháp lý liên quan đến việc quản lý và hủy bỏ chất thải độc hại Đối với chất thải rắn: 6 phương pháp chính xử lý chất thải rắn công nghiệp: Cơ học: + Phương pháp ép + Phương pháp cắt + Phương pháp nghiền + Phương pháp sàng + Phương pháp tuyển - Tuyển trọng lực (tuyển khí): tách các vật liệu nhẹ ra khỏi hỗn hợp vật liệu nặng. Dưới tác dụng của dòng khí thổi lên, vật liệu nhẹ sẽ bị đưa lên trên, vật liệu nặng sẽ rơi xuống và được hứng bởi một băng tải để chuyển đến công đoạn xử lý khác. - Tuyển từ : tách các chất thải nhiễm từ mạnh (Oxit sắt, Hydroxit sắt, Carbonat sắt, sắt sunfua, Mangan, Crôm .v.v.) ra khỏi các thành phần khác. -Tuyển điện: Dựa trên sự khác nhau về tính dẫn điện của vật liệu khi tiếp xúc với bề mặt của điện cực. Nhiệt +cơ : + Tạo khối: được thực hiện ở nhiệt độ cao nhằm chuyển các phế thải của khai thác quặng mỏ, tro của nhà máy nhiệt điện .v.v. thành vật liệu xây dựng + Nhiệt phân: dùng nhiệt để oxi hoá hoàn toàn các chất thải nguy hại, làm giảm thể tích vật liệu đem đốt từ 85 - 95% Hoá lý: + Hấp phụ: chất bẩn được hấp phụ lý học hoặc hoá học trên bề mặt chất hấp phụ. + Hấp thụ: chất bẩn được hấp thụ cả trong và trên bề mặt vật liệu hấp thụ. + Kết tủa: Dựa trên tác dụng hoá học giữa chất thải và hoá chất để tạo thành dạng kết tủa lắng được. + Oxi hoá: Nhằm chuyển những chất độc hại thành những chất ít hoặc không độc hại dưới tác dụng của những tác nhân oxi hoá + Cố định và hoá rắn: thêm những chất liệu khác vào chất thải để làm thay đổi tính chất vật lý, giảm độ hoà tan, giảm độ độc và độ lan truyền chất thải vào môi trường Sinh học: -Là quá trình phân huỷ dưới tác dụng của vi sinh làm thay đổi cấu trúc của các hợp chất hữu cơ Chưng cất: Là quá trình tách hỗn hợp chất lỏng bay hơi thành những cấu tử riêng biệt dựa vào độ bay hơi khác nhau, ở những nhiệt độ sôi khác nhau của mỗi cấu tử chứa trong hỗn hợp đó, bằng cách lặp đi lặp lại nhiều lần bay hơi và ngưng tụ. Công nghệ chôn lấp hợp vệ sinh: -Chôn lấp hợp vệ sinh là biện pháp tiêu hủy chất hải được áp dụng rất rộng rãi trên thế giới. Hố chôn lấp có ít nhất 2 lớp lót chống thấm, có hệ thống thu gom nước rò rỉ để xử lý, có hệ thống thoát khí, có giếng khoan để giám sát khả năng ảnh hưởng đến nước ngầm. Địa điểm xây dựng bãi chôn lấp cách xa khu dân cư lớn hơn 5 km; giao thông thuận lợi, nền đất phải ổn định, chống thấm tốt, mực nước ngầm thấp… Đối với các kim loại quý hiếm: -Dùng các hệ thống lọc đặc biệt và thảm lau giày để giữ lại mạt kim loại độc hại. Nếu giữ lại được mạt kim loại đó thì có thể bảo vệ cho công nhân không tiếp xúc với mạt kim loại và tránh được tiền phạt và hình phạt. -Cũng có thể chở mạt kim loại quí đến nơi được cho phép xử lýchất thải độc hại để thu hồi lại kim loại quí. Dùng thiết bị thu hồi hiện đại: Thiết bị thu hồi kim loại bằng điện phân không mắc tiền và giá trị kim loại qúi thu lại sẽ đủ cho chi phí mua thiết bị mới. -Hơn nữa, khi giảm khối lượng nước thải mà bạn phải xử lý và hủy bỏ thì bạn giảm bớt được chi phí và trách nhiệm liênquan đến quản lý và xử lý chất thải độc hại Sử dụng hệ thống đánh bóng hoàn toàn khép kín :sẽ làm giảm bụi bay ra ngoài. Chú ý là máy hút bụi trên xe đánh bóng hoàn toàn chạy tốt. -Hai điều báo hiệu hệ thống quạt không đủ tốt là: -1) Mạt kim loại dính vào bánh xe đánh bóng rất nhanh. 2) Nếu để giấy sạch bên ngoài phòng đánh bóng thì trong vài ngày sẽ thấỵ bụi đóng trên giấy. -Nên mặc đồ bảo hộ hệ hô hấp khi đánh bóng, khi thay máy lọc khí và các túi đựng bụi. -Mặc dù các nhà chế tạo đồ trang sức phải mua thiết bịmới nhưng họ sẽ thu lại số tiền đó trong thời gian ngă vì thiết bị đó giúp họ thu hồi được nhiều kim loại qúi phải mất trước kia Thu hồi bạc và vàng từ dung dich cũ, hỏng: Thu hồi bạc từ dung dịch mạ cũ, hỏng: Thu hồi bạc từ dung dịch xyanua và feroxyanua được tiến hành bằng phương pháp điện phân dùng anot không tan đến nồng độ 1,5-2,0g/l. lượng bạc thu hồi bằng phương pháp nội điện phân dùng điện cực bằng thép bền ăn mòn nối ngắn mạch với nhôm, bạc sẽ kết tủa trên tấm thép và thoát ra trên tấm nhôm. Phương pháp hác là kết tủa bạc dưới dạng AgCl bằng HCl sau đó hoà tan bằng HNO3. Có thể thu hồi bạc bằng bột kẽm hay bột nhôm kết tủa bạc thu còn lẫn kim loại cần hoà tan chúng trong HCl nóng nếu dùng bột kẽm hay trong NaOH nếu dùng bột nhôm. Tách chiết bạc bằng dung dịch kiềm Amon bậc bốn 0,5M trong tetraclo etylen có thêm một ít rượu zesilic là phương rất tiện lợi sau đó rút bạc ra bằng dung dịch KCN và KOH sẽ thu được K(CN)2 bão hoà. Thu hồi vàng từ dung dịch cũ, hỏng: -Dung dịch xyanua cũ hỏng thu hồi vàng bằng bột kẽm hay bột nhôm để kết tủa nó. -Kết tủa thu được cho HCl vào để hoà tan kẽm hay nhôm dư. Gạn, rửa rồi cho Hno3 vào để hoà tan tạp chất bạc và đồng, rửa sạch bột vàng rồi hoà tan trong cường toan để được vàng clorua. -Phá dung dịch xyanua bằng cách cho dư axit sunfuric sau đó thu hồi vàng bằng bột kẽm hay nhôm, (làm trong tủ hút khí) -Phá dung dịch chứa vàng bằng dung dịch NaOH 10%, đun vàng đến 600C, rồi kết tủa vàng bằng nhôm. Phương pháp này lượng vàng tổn thất là 0,012 đến 0,022%. Phương pháp trao đổi ion dùng để thu hồi vàng từ dung dịch cũ hỏng và đặc biệt hữu hiệu đối với việc thu hồi vàng từ nước rửa Một số phương hướng xử lý nước thải và nước rửa mới: Thăm dò khả năng xử lý kim loại nặng Ni2+, Zn2+ bằng đá ong: (Viện khoa học và công nghệ môi trường, Đại học Bách Khoa Hà Nội). Xử lý nước thải bằng phương pháp có chi phí thấp luôn là hướng nghiên cứu được quan tâm.Nghiên cứu thăm dò khả năng hấp phụ kim loại nặng bằng đá ong, một loại vật liệu dễ tìm ở nhiều vùng của Việt Nam, kết quả cho thấy đá ong có khả năng xử lý nước thải có chứa kim loại nặng với đầu vào của niken và kẽm lớn hơn 25mg/l, nước thải chưa qua xử lý và nhỏ hơn 1mg/l, nước thải đã qua xử lý nhưng chưa đạt tiêu chuẩn, hiệu suất hấp phụ lên đến 99,05 % ở pH từ 6,5÷7,7. Tỷ lệ đá ong: dung dịch bằng 1,4g/l. Nghiên cứu đã tiến hành các thí nghiệm khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất hấp phụ như pH ban đầu, cỡ hạt, thời gian tiếp xúc, tỷ lệ rắn lỏng. Các nghiên cứu xây dựng đường đẳng nhiệt hấp phụ của Ni2+ và Zn2+ cho thấy quá trình hấp phụ bằng đá ong tuân theo thuyết Langmuir và chủ yếu là quá trình hấp phụ đơn lớp trên bề mặt. nghiên cứu đã đưa ra dự đoán cơ chế hấp phụ kim loại nặng của đá ong đâylà hướng nghiên cứu mở ra nhiều triển vọng để xử lý và thu hồi các kim loại nặng đặc biệt là các kim loại có giá trị cao. Nghiên cứu xử lý niken, kẽm,đồng, chì, trong môi trường nitrat bằng vỏ ngao: (Viện khoa học và công nghệ môi trường, Đại học Bách Khoa Hà Nội). Ô nhiễm chất thải đang là vấn đề nóng bỏng mà nhiều nước trên thế giới đang phải gánh chịu, đặc biệt là ở các nước đang phát triển. một số ion kim loại khác như Ni2+, Zn2+, Cu2+, Pb2+ có mặt trong nước từ sản xuất công nghiệp có nồng độ cao gây nên những tác động nghiêm trọng tới môi trường. ngày nay công nghệ xử lý nước thải chứa kim loại nặng thường sử dụng phương pháp kết tủa hóa học. tuy nhiên, phương pháp này tạo nên chất ô nhiễm thứ cấp với các chất hóa học đưa vào. Chính vì vậy hiện nay phương pháp xử lý kim loại không sử dụng hóa chất là điều mong muốn. -Phương pháp đã nghiên cứu khả năng loại bỏ các ion kim loại nặng trong môi trường nitrat bằng vỏ ngao. Các kết quả thực nghiệm đã cho thấy khả năng loại bỏ kim loại nặng bằng vỏ ngao Pb2+ > Cu2+ ≈ Zn2+> Ni2+, tại pH cân bằng bằng 8,5; 87% Ni2+ , 99% Zn2+, Cu2+, Pb2+có thể loại bỏ bằng vỏ ngao. Tại 25oC với tốc độ lắc 150 vòng /phút thì loại bỏ kim loại năng đạt được cân bằng trong khoảng thời gian 30 phút. Với các điều kiện thực nghiêm, sự hấp phụ các ion kim loại nặng lên vỏ ngao tuân theo mô hình hấp phụ Freundlist. Như vậy việc áp dụng vật liệu vỏ ngao để xử lý nước thải có chứa kim loại nặng đã đạt được kết quả như mong muốn. Xử lí nước thải bằng phương pháp tuần hoàn tự nhiên (Khoa học và công nghệ Hà Nội, 5/2004, tr. 28) Vừa qua, các nhà khoa học thuộc Trung tâm Môi trường và an toàn hoá chất(Việt Hoá học công nghệ) đã thử nghiệm thành công HỆ THỐNG TUẦN HOÀN TỰ NHIÊN tại Hà Nội, mở ra hướng làm sạch nước sông, hồ đang bị ô nhiễm nghiêm trọng. HỆ THỐNG TUẦN HOÀN TỰ NHIÊN là hệ thống tuần hoàn tự nhiên để làm giảm các chất ô nhiễm hữu cơ, các hợp chất hữu cơ, hợp chất chứa ni-tơ, phốt-pho, chất rắn lơ lửng, màu và mùi trong nước thải. Nguyên tắc:của hệ thống dựa trên hoạt động của các vi sinh vật có sẵn trong tự nhiên nhằm phân huỷ các hợp chất hữu cơ. Ứng dụng: -Hệ thống xử lí nước thải tại thành phố Việt Trì (Phú Thọ), Công ty bánh kẹo Tràng An, khu công nghiệp Biên Hoà II đều có giá thành trên 4.000 đồng/m3. -Trong khi đó, với HỆ THỐNG TUẦN HOÀN TỰ NHIÊN, nếu được xây dựng quy mô tương tự các cơ sở trên, giá thành chỉ vào khoảng 1.200-1.400 đồng/m3 và vẫn cho chất lượng nước sau xử lí đạt loại A. Ưu điểm : Được làm từ các vật liệu rẻ tiền, dễ kiếm như: than củi, vỏ chai nhựa đã qua sử dụng, đá vôi dòng nước thải chảy trong hệ thống theo nguyên lí tự chảy. -Mức độ tiếp xúc giữa nước thải với vi sinh vật, các môi trường khử chất bẩn lớn, do đó hiệu quả xử lí của hệ thống luôn ổn định, hiệu suất và cường độ phân huỷ các chất ô nhiễm trong nước thải đạt rất cao. -HỆ THỐNG TUẦN HOÀN TỰ NHIÊN không sử dụng hoá chất trong quá trình xử lí. -Quá trình vận hành hệ thống khá đơn giản và giảm chi phí xử lí (chủ yếu là năng lượng cho quá trình thổi khí). -Thời gian thay vật liệu xử lí khá lâu khoảng 10-15 năm. Hệ thống xử lý nước thải xi mạ theo mô hình hợp khối tự động: ( -Nước thải được điều chỉnh pH thích hợp trước khi vào ngăn trộn và ngăn phản ứng. Tại ngăn trộn, hoá chất thích hợp được đưa vào để phục vụ cho quá trình phản ứng tiếp theo. Sau giai đoạn phản ứng, kim loại nặng có trong nước thải xi mạ được tách ở dạng kết tủa ở ngăn lắng. Phần nước thải được tiếp tục đi sang thiết bị tuyển nổi áp lực để tách loại các chất lơ lửng có tỷ trọng nhỏ, không thể lắng. Nước thải trong được lắng lần 2, sang thiết bị hấp thụ để tách triệt để các chất tạo màu trước khi thải ra hệ thống cống chung của thành phố Công suất: từ 5 - 300 m3/ngày đêm. - Đạt tiêu chuẩn Việt Nam. - Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật khác: Giá thành xử lý 1 m3 nước thải: 2.000 đồng - 2.500 đồng Ưu điểm CN/TB: - Giá cả phù hợp. - Thiết bị theo mô hình hợp khối, có thể tháo ráp từng cụm. - Nước thải sau xử lý đạt yêu cầu về chất lượng Giá tham khảo: -Giá bán thiết bị: 90 triệu/hệ xử lý 5 m3/ngày đêm -Phí đào tạo:5 triệu -Phí tư vấn kỹ thuật:10 triệu Xử lý nước thải bằng cánh đồng lau sậy (phù hợp với vùng đất rộng) (Công ty Base Tech - CHLB Đức) -Công nghệ xử lý nước thải dựa trên khả năng xử lý chất hữu cơ và hấp thụ kim loại qua hệ thống rễ của một giống cây đặc biệt họ lau sậy do công ty này nghiên cứu, lai tạo và độc quyền.Công nghệ này đã được ứng dụng thành công ở nhiều nước nhiệt đới và rất có triển vọng áp dụng ở Việt Nam. -Quy trình công nghệ này rất đơn giản. Nó kết hợp hài hoà phương pháp lọc cơ học và sinh học trong cùng một hệ thống. Nước thải được cho chảy qua một cánh đồng trồng giống cây đặc biệt họ lau sậy trên. Phía dưới đáy cánh đồng, cách mặt đất một khoảng cách đủ để cây phát triển tốt, người ta lót một lớp vải chống thấm nước (ở một số nơi có lớp đất sét dầy có khả năng ngăn nước thải thấm xuống sâu vào tầng nước ngầm, về lý thuyết có thể không phải trải lớp vải này). Nước thải trước khi xả vào cánh đồng có thể được xử lý bằng phương pháp khác để đạt độ ô nhiễm vừa phải, bảo đảm không ảnh hưởng tới sự phát triển của cây. Nguyên tắc: vi sinh vật kỵ khí và hiếu khí trong hệ thống rễ cây sẽ phân huỷ chất hữu cơ chứa kim loại. Bản thân rễ cây hấp thụ kim loại có trong nước thải và thông qua đó làm sạch nước. Khi nước thải đã được làm sạch đạt yêu cầu sẽ được xả ra hệ thống sông hồ chung. Kết quả: - Hiệu quả xử lý nước thải sinh hoạt (với các thông số như amoni, nitrat, phosphát, BOD5, COD, colifom) đạt tỷ lệ phân huỷ 92-95%. Còn đối với nước thải công nghiệp có chứa kim loại thì hiệu quả xử lý COD, BOD5, crom, đồng, nhôm, sắt, chì, kẽm đạt 90-100%. -Các kết quả ứng dụng công nghệ xử lý này cho thấy, cánh đồng giống cây đặc biệt họ lau sậy trên có thể giúp loại bỏ hầu hết các chất dinh dưỡng có trong dòng thải như các hợp chất của photpho, nitơ, sunfua và nhiều chất khác. -Quá trình nitrat hoá và phản nitrat hoá xảy ra đồng thời vì vậy loại bỏ được amoniac và nitrat khỏi dòng thải. -Các loại kim loại như sắt, mangan, kẽm, crôm, chì... trong nước cũng bị rễ cây hấp thụ từ 40-80% tuỳ loại. Các tác nhân gây bệnh nếu có trong dòng thải cũng bị loại trừ hiệu quả. Ứng dụng: -Hệ thống công nghệ đặc biệt này có thể được xây dựng ở quy mô từ 10m2 đến 19ha, có thể áp dụng cho nhiều ngành công nghiệp, sân bay, khu dân cư và cả những toà nhà tách biệt. Nó được đánh giá là hài hoà về lợi ích kinh tế và sinh thái bởi nhiều lý do. Ưu điểm: -Hệ thống công nghệ này làm sạch nước thải hiệu quả, có tính ổn định cao nhờ khả năng đệm và khả năng tự điều chỉnh sinh học tốt quanh năm. -Điều hấp dẫn hơn cả là chi phí vận hành công nghệ rất thấp so với các công nghệ xử lý ô nhiễm nước thải khác. -Điện năng sử dụng cho máy móc thiết bị rất ít hoặc không có. -Đối với nước thải có độ ô nhiễm vừa phải, người ta không cần sử dụng các chất phụ gia hoá học để xử lý nên loại bỏ được chi phí mua hoá chất và không gây ô nhiễm môi trường chung quanh. -Người ta cũng không tốn chi phí xử lý bùn, vì hệ thống này không sản sinh ra bùn hay các chất thải khác. -Quy trình vận hành hệ thống đơn giản nên phí bảo dưỡng ở mức thấp. -Chi phí xây dựng hệ thống cũng rất thấp nhờ việc sử dụng các nguyên liệu có sẵn ở địa phương. -Ngay cả giống cây trồng cũng có thể tìm được ở Việt Nam. -Hê thống xử lý nước thải bằng cánh đồng cây họ lau sậy có chi phí vận hành ổn định từ đầu đến cuối, rõ ràng và nằm trong dự tính và đạt hiệu quả sau hàng trăm năm. -Có tính linh động cao nhờ dễ dàng thiết kế các cánh đồng theo chiều ngang hay dọc, rộng hay hẹp tùy theo nhu cầu và khả năng. -Phương pháp này cũng có lợi thế về cảnh quan khi các cánh đồng lau sậy được bố trí phù hợp với môi trường chung quanh. Liên hệ:Công ty cổ phần AE Toàn Tích Thiện, 45 Hàng Bún, Hà Nội, ĐT/Fax:04.7164656. (QUỲNH KHANH -Theo Thời báo kinh tế Việt Nam ) Đề ra các giải pháp quản lý đối với chất độc hại(như xuanua): -Không được ăn, uống hoặc hút thuốc trong khu vực chứa hay xử lý chất thải xyanua và axit là hai chất ḳy nhau. -Chất thải độc hại có chứa xyanua và axit phải được chứa ở hai nơi riêng biệt hoặc dùng vách ngăn hoặc vật gì có thể ngăn chặn hai chất nāy tiếp xúc với nhau trong trường hợp bị đổ , -Phải tách rời hai chất nāy vì khi xyanua hoặc xyanua trong chất thải tác dụng với axit hoặc axit trong chất thải sẽ tạo ra môt loại khí độc gọi là hydrogen- xyanua. -Một người hít vào một vài hơi khí hydrogen- xyanua có thể chết ngay trong vòng vài phút.Do vậy,phải mang khẩu trang vẫn không tránh được hít khí nāy vào phổi. -Khi chất nāy bị đổ phải lau sạch ngay tức khắc dù đang trong qui trình chế tạo đồ trang sức hay ngay nơi chứa chất thải độc hại . -Quản lý chất thải độc hại bằng cách nào mà tránh được làm đổ, rò rỉ, gây cháy hay phát nổ. -Công nhân phải biết rõ tính độc hại của xyanua. -Dán nhãn đề tên xyanua trên các vật chứa chất nầy -Mang găng tay khi tiếp xúc với xyanua. -Sử dụng dụng cụ để đo và pha trộn không được dùng làm việc khác. -Hạn chế những công nhân tiếp xúc với xyanua. Kết luận phần III: -Trong tương lai, công nghệ xử lý sẽ tập trung vào những công nghệ ít sử dụng hóa chất và ưu tiên đối với áp dụng công nghệ sinh học. Bên cạnh đó, các công nghệ tiên tiến như màng lọc, oxy hóa tiên tiến sẽ được quan tâm hơn đối với việc tái sử dụng nước thải. -Việc khắc phục các tác nhân gây ô nhiễm trên nhằm đảm bảo cho môi trường làm việc cho con người trực tiếp sản xuất và bảo vệ môi trường chung là vấn đề kỹ thuật bắt buộc ngay cả khi cơ sở sản xuất đặt trong khu công nghiệp tập trung. KẾT LUẬN -Trong tương lai,cùng với sự phát triển chung của các ngành công nghiệp,mạ điện sẽ đóng vai trò ngay càng quan trọng trong viêc bảo vệ và trang trí bề mặt kim loại. -Tuy nhiên,nghành mạ điện là một nghành có mức độ ô nhiễm nhiều nhất,ở cả 3 dạng:rắn,lỏng,khí.Do đó,gây hậu quả nghiêm trong cho môi trường.Vì vậy,việc tìm ra các phương pháp xử lý và giảm thiểu ô nhiễm là một vấn đề ngày càng bức thiết. -Trong chuyên đề “mạ kim loại” này, dù nhóm AKL đã trình bày : +Thỏa mãn các yêu cầu chung của chuyên đề. -Và đã trình bày thêm: +33 giải pháp sản xuất sạch hơn với công nghệ mạ điện. +Xử lý nước rửa thu hồi bằng: hệ thống tẩy rửa Drag-in/drag-out, hệ thống tẩy rửa nhược dòng,thay đổi dung dich rửa. + Xử lý chất thải rắn bằng cách dùng: thiết bị thu hồi hiện đại,và thu hồi lại các kim loai quý kiếm. + Xử lý nước thải bằng 5 phương pháp mới: kim loại nặng bằng đá ong, bằng vỏ ngao,thay đổi phương pháp xử lí nước thải bằng phương pháp tuần hoàn tự nhiên hay mô hình hợp khối tự động và xử lý nước thải bằng cánh đồng lau sậy (phù hợp với vùng đất rộng). -Nhóm AKL xin kết thúc chuyên đề “mạ kim loại” tại đây.Đây là lần đầu tiên làm chuyên đề theo nhóm,kiến thức và lý luận thực tiễn còn nhiều yếu kém nhưng qua đó cũng có nhiều thuân lợi như được sự chỉ dẫn của thầy giáo,sự phát triển của thông tin nên chuyên đề cũng có những kết quả nhất định. Một lần nữa, nhóm AKL xin cảm ơn chân thành đến bạn bè và thầy cô giáo đã giúp nhóm AKL hoàn thành chuyên đề “mạ kim loại” này! HÀ NỘI 2006 TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách tham khảo: [1]Trần Minh Hoàng,Nguyễn Văn Thanh,Lê Đức Tri,(2003),”Sổ tay mạ điện”,nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật [2]Trần Minh Hoàng,”Công nghệ mạ điện” ,nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật. [3]Nguyễn Khương,” Điện hoá học”, nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật. Trang web sử dụng: