Kiểm soát ô nhiễm ngành mạ điện

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG -------∞∞ & ∞∞ ------- BÁO CÁO MÔN HỌC QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG CÔNG – NÔNG NGHIỆP Đề tài: Kiểm soát ô nhiễm ngành mạ điện GVHD: Th.s VŨ THỊ HỒNG THUỶ NHÓM THỰC HIỆN: NHÓM 4_DH05QM Bùi Thị Thu Dung Nguyễn Ngọc Hân Nguyễn Trần Thiện Tài Phạm Thị Mộng Tuyền Nguyễn Tấn Tới Tháng 11/ 2008 MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1: Các kim loại mạ phủ và các loại sản phẩm. 5 Bảng 2: Thành phần dung dịch và chế độ làm việc của dung dịch tẩy hoá học. 7 Bảng 3: Vật chất đầu vào, đầu ra và độc tính của hóa chất sử dụng. 8 Bảng 4: Danh mục các trang thiết bị sản xuất sử dụng 12 Bảng 5: Nguồn và các yếu tố gây ô nhiễm môi trường nước. 13 Bảng 6: Các chỉ số ô nhiễm kim loại nặng của nước thải mạ điện. 14 Bảng 7: Các nguồn phát sinh chất thải rắn, thành phần và mức độ tác động. 14 Bảng 8: Nguồn và các yếu tố gây ô nhiễm môi trường không khí. 15 Bảng 9: Các chỉ số ô nhiểm kim loại nặng của nước thải ngành mạ điện . 20 DANG MỤC CÁC HÌNH Hình 1: Sơ đồ thiết bị mạ 5 Hình 2: Sơ đồ công nghệ mạ điện tổng quát 6 Hình 3: Sơ đổ xử lý nước thải mạ điện bằng phương pháp kết tủa 20 Hình 4: Sơ đồ Xử lý nước thải mạ điện bằng phương pháp trao đổi ion 22 Hình 5: Các biện pháp giảm thiểu chất thải 24 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH MẠ ĐIỆN 1.1 Mở đầu. 1.1.1 Giới thiệu. Công nghệ mạ điện kim loại đã ra đời và phát triển từ rất lâu (năm 1980, Brugnatelli người Ý phát hiện kỹ thuật mạ điện). Ở Việt Nam ngành mạ điện đang phát triển mạnh như ở Hà Nội, TP HCM, Bình Dương để đáp ứng nhu cầu tiêu dùng. Hầu hết các cơ sở mạ điện ở Việt Nam có đặc trưng là mặt bằng sản xuất chật hẹp, nằm xen kẽ trong khu dân cư, quy mô sản xuất nhỏ, sản xuất kiểu gia đình, công nghệ thiết bị lạc hậu xuống cấp. Mạ không chỉ bảo vệ kim loại nền khỏi bị ăn mòn mà còn có tác dụng trang trí. Tùy theo mục đích sử dụng mà áp dụng nhiều kỹ thuật mạ phủ các kim loại khác nhau, phổ biến nhất trong ngành mạ tiểu thủ công nghiệp là mạ phủ các kim loại như Đồng, Niken, Kẽm, Crôm, Vàng và Bạc. Kỹ thuật mạ điện ngày nay đã có những bước tiến nhảy vọt nhằm tạo ra lớp mạ có cấu trúc tinh tể, mịn, dẻo, độ bám tốt, không xốp, không bong. Tuy nhiên, mạ điện là một ngành có mức độ ô nhiễm môi trường cao bởi các tác nhân chính như hơi hóa chất độc hại, nước thải có pH thay đổi lớn, chứa các ion kim loại nặng dễ gây cho con người những căn bệnh hiểm nghèo. Việc khắc phục các tác nhân gây ô nhiễm nêu trên nhằm bảo đảm môi trường làm việc cho những người trực tiếp sản xuất và bảo vệ môi trường chung là vấn đề kỹ thuật bắt buộc, ngay cả khi cở sở sản xuất đặt trong khu công nghiệp tập trung hay sản xuất nhỏ lẻ. 1.1.2 Các kim loại được dùng để mạ phủ và các loại sản phẩm của mạ điện. Tùy theo mục đích sử dụng là chống ăn mòn hay có tác dụng trang trí mà các công nghệ mạ điện áp dụng nhiều kỹ thuật mạ phủ các kim loại khác nhau, tạo ra các loại sản phẩm mạ khác nhau với các đặc tính khác nhau. Bảng 1: Các kim loại mạ phủ và các loại sản phẩm. Kim loại Dung dịch mạ Sản phẩm mạ thường gặp Đặc điểm Đồng - Mạ Cu trong dung dịch xianua - Mạ Cu trong dung dịch không có xianua - Mạ Cu trong dung dịch acid - Các loại mạ Cu đặc biệt khác. - Ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực chế tạo máy và chế tạo dụng cụ. - Lớp mạ đồng có màu hồng đỏ, trong không khí dễ bị rỉ do tác dụng với O2 và acid cacbonic. - Dùng trong mỹ thuật làm lớp lót trang trí, mạ bảo vệ các chi tiết khỏi bị thấm cacbon, nito, dùng trong kỹ thuật đúc điện, tạo hình các chi tiết phức tạp. Niken - Mạ Niken trong dung dịch acid. - Mạ Niken bóng - Mạ Niken đen - Mạ Niken đặc biết khác - Các thiết bị chống ăn mòn trong môi trường xâm thực mạnh, chịu mài mòn, khuôn bản in, các chi tiết xe hơi, xe đạp, xe gắn máy… - Lớp mạ Niken dẻo, dễ đánh bóng tạo độ bóng rất cao và bền nhờ màng thụ động mỏng, chịu được các điều khắc nghiệt của acid, kiềm và muối. - Mạ Ni để bảo vệ vật mạ không bị ăn mòn. Kẽm - Mạ trong dung dịch amoniacat - Mạ trong dung dịch acid. - Mạ trong dung dịch xianua - Chi tiết ốc vít, tôn lợp nhà, đường ống nước, dây thép (dây kẽm) - Lớp kẽm dẻo dễ kéo, dễ dát mỏng. Sản phẩm dùng để trang trí hay bảo vệ cho sắt thép. Crom - Mạ bằng dung dịch có thành phần chủ yếu là acid cromic (Cro3) với nồng độ khác nhau. - Phụ tùng xe hơi, xe gắn máy, đồ gia dụng, làm gương phản chiếu, mạ khuôn, xilanh, vòng găng của động cơ đốt trong - Lớp mạ Crom có độ bóng cao, màu sáng trắng, có ánh xanh. - Crom được mạ để trang trí hoặc bảo vệ các vật mạ, chịu mài mòn, tăng tính phản xạ ánh sáng của sản phẩm. 1.2 Quy trình công nghệ mạ điện tổng quát. 1.2.1 Công nghệ mạ điện và sơ đồ dòng. Dung dịch mạ Chuyển dịch ion Catot Anot Nguồn 1 chiều Bể chứa Hình 1: Sơ đồ thiết bị mạ. Lớp mạ Qúa trình mạ: Mài thô, mài tinh Gia công bề mặt Đánh bóng, quay bóng Làm sạch bằng hoá học Làm sạch bằng điện giải Tẩy gỉ Mạ kẽm Thành phẩm Sấy khô Bụi gỉ Nước thải chứa hoá chất Bụi kim loại Nước thải kiềm Nước thải hữu cơ Nước thải acid Hơi acid Tẩy dầu mỡ Mạ bạc Mạ Crom Mạ đồng đen Mạ vàng Mạ đồng Mạ Niken Hình 2: Sơ đồ công nghệ mạ điện tổng quát. Mô tả quy trình công nghệ mạ điện. Tẩy sạch bề mặt nguyên liệu mạ: tẩy sạch bề mặt cần mạ bằng gia công cơ khí như mài thô, mài tinh, đánh bóng nhằm làm bằng các chỗ lồi lõm, vết hàn, các sản phẩm gỉ tích tụ trên bề mặt, làm cho bề mặt tương đối bằng phẳng, nhẵn bóng. Đối với những chi tiết có hình phức tạp, nhỏ bé không thể dùng mô tơ đánh bóng thì phải dùng thùng quay bóng. Tẩy dầu mỡ: đối với dầu mỡ có nguồn gốc thực vật (dầu ) hay động vật (mỡ) dùng xà phòng để tẩy. Đối với dầu mỡ có nguồn gốc dầu mỏ không thể xà phòng hóa nhưng dễ tẩy trong dung môi hữu cơ, dịch kiềm và nhũ tương. Hàm lượng NaOH thấp hiệu quả tẩy dầu thấp, nhưng nếu quá cao khi tẩy dầu xà phòng tạo ra khó hoà tan, làm giảm hiệu quả tẩy dầu. Để duy trì dung dịch có độ kiềm ổn định, khống chế sự thay đổi hàm lượng NaOH thường cho vào các loại muối như Na2CO3, Na3PO4…. Sự có mặt của các chất hoạt động bề mặt, và chất nhũ hóa (natri silicat) để tăng khả năng tẩy các chất không xà phòng hoá được. Tẩy gỉ: tiến hành sau khi đã làm sạch dầu mỡ trên bề mặt, chi tiết cần mạ thường có lớp oxít phủ bên ngoài. Lớp ôxít này sinh ra khi đánh bóng không bôi dầu hoặc để lâu ngoài không khí bị ôxi hoá hoặc chi tiết có những phần không cần đánh bóng. Nếu trước khi mạ không tẩy lớp oxít này đi thì lớp mạ không bám chắc, khi sử dụng hay va chạm sẽ bị bong ra. Vì vậy, cần phải tẩy sạch lớp oxít trước khi mạ. Mạ phủ kim loại: Phôi mạ sau khi tẩy sạch bề mặt và được rửa sạch bằng nước được đưa vào bể mạ. Sấy khô và hoàn thành sản phẩm. Bảng 2: Thành phần dung dịch và chế độ làm việc của dung dịch tẩy hoá học. Kim loại tẩy dầu mỡ Thành phần dung dịch (g/l) Nhiệt độ oC Thời gian (phút) NaOH Na2CO3 Na3PO4 Na2SiO3 Kim loại đen, đồng và hợp kim đồng 20-60 20-30 10-20 5-10 80-90 20-40 Al, Zn, Pb 10-15 50-60 20-25 50-60 20-25 3-5 5-10 80-90 80-90 20-40 20-40 (Nguồn: kỹ thuật mạ, nguyễn văn lộc, 2001). 1.2.2 Đầu vào, đầu ra, dòng chất thải phát sinh, độc tính của hóa chất sử dụng Bảng 3: Vật chất đầu vào, đầu ra và độc tính của hóa chất sử dụng. CN mạ Đầu vào Đầu ra Độc tính của hóa chất sử dụng Tất cả công nghệ mạ - Vật mạ: kim loại - Vật liệu mài: các loại bột mài như oxit nhôm (Al2O3), lơ đánh bóng. - Vật liệu quay bóng như mùn cưa, bột mài, vôi bột, axit sunfuric 5%, chất hoạt động bề mặt như bột cây, trái bồ kết. - Hóa chất sử dụng cho tẩy mỡ: dung môi hữu cơ, dung dịch kiềm và nhũ tương, điện hóa. - Hóa chất tẩy gỉ: axit HCl, H2SO4 nồng độ 10%, HNO3, muối FeSO4, Fe(NO3)2, chất ức chế ăn mòn (NH4)2CS, urotropin, gieelatin, phenol. - Nước cấp, xút (NaOH), xà phòng. - Vật mạ sau gia công. - Bụi từ quá trình mài và quay bóng khô: bột mài, mùn cưa, bụi kim loại như sắt, đồng, kẽm, oxit crom, silic… - Lơ đánh bóng bị mòn, hư. - Vật liệu bị rò rỉ, rơi vãi. - Nước thải từ khâu quay bóng ướt chứa các thành phần như axit H2SO4, chất hoạt động bề mặt, , dầu mỡ, muối kim loại. - Nước thải tẩy rửa chứa dung dầu mỡ, dung môi hữu cơ, kiềm, nhũ tương. Muối kim loại, axit, các chất hữu cơ và xà phòng. - Hơi dung môi, hơi axit. - Sinh ra các khí H2, oxit nito nếu tẩy gỉ cho đồng. - Axit H2SO4: Ở dạng đặc tiếp xúc với cơ thể sống sẽ nhanh chống gây bỏng nặng, phá hủy tế bào. H2SO4 loãng không có tác động gây bỏng tức thời nhưng tiếp xúc lâu ngày gây hại da, viêm da, viêm đường hô hấp trên, gây viêm phế quản mãn. - Axit HCl: dung dịch bốc khói trong không khí. Có độ axit mạnh, gây ăn mòn nhanh, khi dính vào niêm mạc, da gây bỏng, rát ngứa, nếu hít thở phải gây kích thích đường hô hấp. - Axit HNO3: chất lỏng bốc khói trong không khí, có tính ăn mòn mạnh. Hơi HNO3 kích thích niêm mạc cơ, mắt, đường hô hấp trên và da. - NaOH (Caustic soda): chất rắn dễ chảy rữa trong không khí, ăn mòn mạnh. Cả dạng rắn và dạng lỏng là chất ăn mòn đối với tế bào cơ thể, gây bỏng rất sâu, rất khó lành. Tiếp xúc với dung dịch lỏng lâu ngày cũng gây hư da, viêm da, không khôi phục được. Hít phải sẽ gây tổn thương đường hô hấp, phổi. - Các hợp chất xyanua (KCN, NaCN): xyanua bay hơi tạo ra HCN cản trở oxy hóa của tế bào, gây chết do ngạt thở. Công nhân tiếp xúc hàng ngày mắc “chứng xianua” là bị ngứa, nổi mụn sần, chấm đỏ trên da. Tiếp xúc lượng nhỏ xianua trong thời gian lâu có các triệu chứng như kém ăn, đau đầu, yếu mệt, ói, hóa mắt, chóng mặt, ngứa đường hô hấp. - Muối của đồng (CuCl2, CuSO4, Cu(NO3)2, Cu(CO3)2): gây kích thích dị ứng nhẹ, hút bụi đồng ảnh hưởng đến gan (gan to), tụy, tế bào phổi, có thể ảnh hưởng đến thần kinh, thận. Muối đồng gây kích thích ngứa da và kết mạc. Tiếp xúc với đồng hoặc hợp chất của đồng có hiện tượng mất màu da, uống phải đồng sunfat bị ói mửa, đau dạ dày, choáng, thiếu máu, vọc bẻ, co giật, hôn mê và có thể chết. - Các hợp chất Crom ( CrO3, Cr2(SO4)3, K2Cr2O7): gây ăn mòn da và các màng cơ. Bộ phận tiế xúc như niêm mạc mũi, tay, cánh tay, gây những tổn thương sâu, mụn nhọt loét sâu khó lành và để lại sẹo. nếu tiếp xúc lâu dài gây thủng niêm mạc mũi, cromat còn gây ung thư phổi. - Các hợp chất của Kẽm ( ZnO, ZnSO4, ZnCl2): được coi là ít độc, nhưng hít phải khói của oxit kẽm bị mắc chứng “cảm đồng thau”, hít phải khói kẽm clorua bị tổn thương phổi. Một lượng nhỏ muối kẽm gây ói mửa, gây ói mạnh và gây xổ. Kẽm clorua có tính ăn mòn, gây ra lở loét ngón tay, bàn tay, cánh tay khi tiếp xúc lâu dài. - Các hợp chất Niken (NiO, NiCl2, NiSO4.7H2O, Ni(NO3)2): là chất gây nhiễm độc hệ thống. lượng từ 1-3mg/1kg đối với chó gây rối loạn tiêu hóa, co giật, ngạt thở. Hiệu ứng chung khi tiếp xúc lâu dài với muối niken là bị ngứa, nhất là ở điều kiện độ ẩm, nhiệt độ cao, chủ yếu gây tổn thương ở tay và cánh tay. - Amoniac (NH4OH) và các hợp chất amoni: bay hơi giải phóng NH3 là chất có khả năng gây nổ, gây kích ứng mạnh cho mặt da và những nơi tiếp xúc, ăn mòn rất mạnh. Gây các bệnh về da, đường hô hấp, mắt, niêm mạc phổi. triệu chứng ngứa mắt, sưng mí mắt, ngứa mũi, cổ họng, ho, ói và khó thở. Mạ kẽm - Phôi mạ: sắt, thép.. C1: dung dịch amoniacat chứa thành phần chính là Zn(NH3)n(H2O)m]2 dung dịch đệm H3BO3, NaCH3COO-, các chất hoạt động bề mặt như keo, giêlanin. C2: dung dịch axit. C3: dung dịch xianua thành phần chính là Na2[Zn(CN)4] dung dịch bóng như glycerin, NaOH - Dung dịch thụ động hóa lớp kẽm chứa muối crom, cromat và các loại axit. - Sản phẩm mạ đạt chất lượng. - Nước thải chứa thành phần: nhiều Zn, muối kẽm, muối amoni và các chất hoạt động bề mặt xút, soda. - Khí thoát từ bể mạ như H2, HCN. - Nước thải có thành phần axit, pH thấp. - Nước thải chứa muối xianua, muối kẽm, chất hoạt động bề mặt, pH cao - Nước thải chứa muối crom, các loại axit, pH thấp. Mạ Niken - Phôi mạ: sắt, thép… C1: dung dịch sunfat có thành phần chính là NiSO4.7H2O, chất đệm như axit Boric, natri axetat. C2: lớp mạ bóng, hợp chất hữu cơ có nhóm chức =C-SO2 như 2,6-disunfonaptalen, paratoluen sunfamit, o-benzen sunfamit; các muối vô cơ. - Sản phẩm mạ - Nước thải chứa muối Niken, axit Boric, axit sunfuric, muối Florua, amoni. - Khí độc thoát ra từ bể mạ: khí hidro (H2), hơi hóa chất. Mạ Crom - Phôi mạ: sắt, đồng, niken, chì, kẽm. - Axit cromicb(CrO3), phụ gia như SO4-, SiF62- - Sản phẩm mạ. - Nước thải chứa axit sunfuric, cromat, axit cromic, thành phần phụ gia. Mạ Đồng - Phôi mạ: thép… C1: dung dịch xianua Na[Cu(CN)2], Na2[Cu(CN)3], Na3[Cu(CN)4]. C2: dung dịch tạo phức của đồng là các chất họ amin như etyldiamin, trietanolamin, amoniac, muối photpho. C3: dung dịch axit, muối sunfat đồng, chất tạo bóng như thioure, axit naptalendisunfonic, hồ tinh bột, chất hoạt động bề mặt. - Sản phẩm mạ - Nước thải chứa muối vô cơ cao, muối đồng, muối amoni, soda, xianua. - Nước thải chứa muối đồng, chất hữu cơ, amoniac,muối photpho. - Nước thải có pH thấp, chứa muối sunfat đồng, thioure, axit naptalendisunfonic, hồ tinh bột, chất hoạt động bề mặt. 1.3 Các dịch vụ, hoạt động và công trình phụ trợ. Lò hơi - Mục đích sử dụng: cung cấp nhiệt cho các công đoạn sản xuất cần sử dụng nhiệt như tẩy rửa, sấy. - Nhiên liệu sử dụng cho lò hơi: các loại nhiên liệu đốt như dầu FO, DO, Than, Củi, Gas. - Vấn đề môi trường phát sinh: từ quá trình đốt tạo ra tro bụi, chất bốc trong củi, nhiệt độ, hơi nước và các loại khí thải như SO2, SO3, NOx, CO, CO2 O2 dư, N2, có khả năng tạo mồ hóng do ngưng tụ các phân tử cacbua – hydro nặng từ quá trình đốt củi trong điều kiện thiếu oxy và nhiệt độ buồng đốt thấp. - Để giảm thiểu các vấn đề về khí thải phát sinh từ quá trình đốt của lò hơi thì khí thải phải được thu gom và xử lý đạt các tiêu chuẩn về môi trường không khí hiện hành. Khu vực nhà kho - Mục đích sử dụng: được xây dựng, bố trí để bảo quản các loại nguyên vật liệu, nhiên liệu, sản phẩm lưu kho và lưu trữ các chất thải, đặc biệt là chất thải nguy hại. - Nhà kho được xây dựng theo các yêu cầu kỹ thuật để đảm bảo các nguyên vật liệu không bị gỉ, không bị giảm chất lượng. Có các hệ thống báo động, thiết bị phòng chống sự cố đảm bảo an toàn phòng chống cháy nổ, đổ tràn các loại hóa chất lỏng, kịp thời ứng cứu khi có sự cố xảy ra. Đối với những chất nguy hiểm và chất thải nguy hại thì nhà kho phải được thiết kế theo quy định của pháp luật về lưu trữ chất nguy hại. - Các vấn đề quan tâm: sự cố cháy nổ, đổ tràn hóa chất. Máy phát điện - Mục đích: sử dụng tại công đoạn mạ điện, tạo tính ổn định cho dòng điện để đảm bảo những yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm sau khi mạ. - Nhiên liệu sử dụng: máy phát điện sử dụng các loại nhiên liệu như dầu DO, FO để tạo nhiệt, vấn đề môi trường phát sinh ở đây là khí thải từ quá trình đốt nhiên liệu, các khí này nếu không được thu gom xử lý sẽ làm ô nhiễm môi trường không khí tại các khu vực xung quanh. Các hoạt động vận chuyển - Quá trình nhập nguyên vật liệu, nhiên liệu và xuất sản phẩm có sự ra vào của các loại xe tải, quá trình này làm phát sinh các loại khí thải, tạo ra một lượng bụi do quá trình di chuyển, đây là những tác nhân góp phần gây ô nhiễm môi trường không khí trong khu vực nhà máy. Ảnh hưởng đến sức khỏe của công nhân trực tiếp thực hiện giao nhận hàng và các đối tượng xung quanh. - Các khí thải này rất khó kiểm soát vì tính chất phân tán, nhỏ lẽ và ít được quan tâm trong các doanh nghiệp. Hệ thống xử lý nước thải - Mục đích sử dụng: xử lý nước thải từ cơ sở sản xuất đạt tiêu chuẩn xả thải. - Thiết bị sử dụng: sử dụng các máy móc, động cơ (cánh khuấy, máy bơm…), thiết bị đo pH - Năng lượng sử dụng: sử dụng năng lượng điện để cung cấp cho các thiết bị, máy móc. - Cơ sở hạ tầng: xây dựng hệ thống các bể chứa nước thải, khu nhà, mái che, cống thoát… Hệ thống xử lý khí thải - Mục đích sử dụng: xử lý bụi, hơi dung môi và hơi acid. - Thiết bị sử dụng: hệ thống chụp hút bụi, thu hơi, quạt hút, xyclon, hệ thống lọc tay áo, bộ phận thấm hơi acid. - Năng lượng sử dụng: chủ yếu là sử dụng điện. - Cơ sở hạ tầng: hệ thống đường ống dẫn bụi, dẫn hơi, ống khói… Khu nhà ăn - Mục đích: phục vụ cho cán bộ, công nhân ăn uống. - Vấn đề sử dụng tài nguyên: sử dụng tài nguyên nước, nhiên liệu đốt như, dầu, củi, than đá. - Năng lượng sử dụng: sử dụng năng lượng điện cho các thiết bị chiếu sáng, quạt, thổi lò… - Vấn đề môi trường: lượng nước thải từ khu nhà chế biến thức ăn chứa các thành phần chủ yếu là dầu mỡ, chất hữu cơ, rác nhỏ, cát, chất tẩy rửa. Khí thải và mùi phát sinh từ các bếp nấu do quá trình đốt nhiên liệu và bốc hơi thức ăn (gồm có hơi dầu ăn, hơi nước, chất bay hơi từ thực phẩm…). Vấn đề tiêu thụ tài nguyên nước cũng là vấn đề cần quan tâm đối với khu ăn uống nhằm đưa ra những biện pháp để tiết kiệm nước. Khu nhà vệ sinh - Mục đích: phục vụ cho nhu cầu vệ sinh của cán bộ và công nhân của công ty. - Sử dụng tài nguyên: chủ yếu là vấn đề tiêu thụ tài nguyên nước - Năng lượng: sử dụng điện cho việc chiếu sáng ( không đáng kể). - Vấn đề môi trường cần quan tâm: vấn đề tiêu thụ nước và vấn đề nước thải ( cả nước thải hầm cầu, nước thải từ việc rửa). Chứa các thành phần chính là coliform, cát, rác, chất tẩy rửa ( xà phòng…). 1.4 Cơ sở vật chất hạ tầng, máy móc, thiết bị sử dụng. Bảng 4: Danh mục các trang thiết bị sản xuất sử dụng STT Tên thiết bị ĐVT Cơ sở hạ tầng ĐVT 1 Bể tẩy dầu trước Bể Khu nhà xưởng 2 Bể làm nguội Bể Khu nhà kho 3 Bể tẩy dầu sau Bể Khu nhà ăn 4 Lò ram liên tục Lò Khu hành chính 5 Bể mạ Bể Hệ thống xử lý nước thải 6 Thiết bị làm cứng bề mặt Bộ Hệ thống thu gom và xử lý khí thải 7 Lò luyện Lò 8 Bồn chứa methanol kèm phụ kiện Bồn 9 Bảng điều khiển nhiệt tự động Bộ 10 Máy tách nhanh Bộ 11 Thiết bị khác ( Nguồn: Công ty TNHH xi mạ Hưng Long ) CHƯƠNG II: NHỮNG VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG PHÁT SINH TRONG NGÀNH MẠ ĐIỆN 2.1 Các nguồn phát sinh, các yếu tố gây ô nhiễm môi trường và tác động của chúng. 2.1.1 Môi trường nước. Bảng 5: Nguồn và các yếu tố gây ô nhiễm môi trường nước. Nguồn gây ô nhiễm Dòng thải và thành phần chính Mức độ tác động lên con người và môi trường. Nước thải sản xuất Công đoạn quay bóng ướt Nước thải chứa các thành phần: kim loại nặng, acid sunfuaric, chất hoạt động bề mặt. - Gây ô nhiễm nguồn nước mặt, ảnh hưởng đến môi trường sống và quá trình phát triển của các loài sinh vật, thông qua sự tích lũy của các kim loại nặng trong chuỗi thức ăn sẽ đi vào con người và gây nên những bệnh nguy hiểm như: ung thư, ngộ độc mãn tính, với nồng độ cao gây nên độc cấp tính và có thể dẫn đến tử vong. - Cr(VI) đi vào cơ thể dễ gây biến chứng , tác động lên tế bào, lên mô tạo ra sự phát triển tế bào không nhân, gây ung thư, dù chỉ một lượng nhỏ cũng có thể gây độc đối với con người. -- Nếu Crom có nồng độ lớn hơn giá trị 0,1mg/l gây rối loạn sức khoẻ như nôn mửa. - Hàm lượng kẽm 5 - 10 ppm không ảnh hưởng đến sức khỏe người. Ngộ độc do kẽm cũng là ngộ độc cấp tính, do ăn nhầm phải một lượng lớn kẽm (5-10g ZnSO4 hoặc 3-5ZnCl2) có thể gây chết người với triệu chứng như có vị kim loại khó chịu và dai dẳng trong miệng, nôn, tiêu chảy, mồ hôi lạnh, mạch đập khẽ, chết sau 10 đến 48 giây. Tẩy dầu mỡ bằng dung môi hữu cơ. Nước thải chứa các chất dầu mỡ, dung môi và kim loại nặng. Tẩy dầu mỡ điện hóa. Nước thải chứa độ acid hoặc độ kiềm cao. Tẩy dầu mỡ bằng kiềm và nhũ tương. Nước thải chứa độ kiềm cao và nhũ tương. Tẩy rỉ hóa học. Nước thải chứa độ acid cao hơn 10% và muối kim loại nặng. Mạ kẽm Nước thải có độ pH cao, có chứa nhiều kim loại Zn, xianua, amoni và các chất hoạt động bề mặt xút, soda. Mạ Niken Nước thải chứa niken, florua, amoni, acid boric, acid sunfuaric. Mạ Crom Nước thải chứa Cromat, acid sunfuaric. Mạ đồng Nước thải có chứa muối vô vơ cao; kim loại như đồng, xianua; amoni, soda. Nước thải sinh hoạt Phát sinh từ khu nhà ăn, vệ sinh Nước thải chứa thành phần chủ yếu là coliform, hữu cơ, dầu mỡ, cát, rác có kích thước nhỏ… Gây ô nhiễm môi trường nước, mang theo các mầm bệnh. Bảng 6: 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 - 2005 Loại B Loại A pH - 3 – 11 5,5 – 9 6 – 9 Niken (Ni) mg/l 5 – 85 0,5 0,2 Crom (Cr VI) mg/l 1,0 – 100 0,1 0,05 Kẽm (Zn) mg/l 20 – 150 3 3 Đồng (Cu) mg/l 15 – 200 2 2 Sắt (Fe) mg/l 1,0 – 50 5 1 Xianua (CN ) mg/l 1,0 – 50 0,1 0,07 2.1.2 Chất thải rắn. Bảng 7: Các nguồn phát sinh chất thải rắn, thành phần và mức độ tác động. Nguồn gây ô nhiễm Dòng chất thải và thành phần chính Mức độ tác động CTR từ các công đoạn sản xuất Khâu chuẩn bị nguyên liệu CTNH Rác thải khác Không có - Bao bì, dây buộc nguyên liệu, hộp đựng các vật mạ như: các chi tiết nhỏ, thiết bị. -CTNH nếu không được thu gom, lưu trữ và xử lý theo đúng quy định pháp quy sẽ gây hại cho môi trường và con người. Mài thô, mài tinh, quay bóng khô, quay bóng ướt Không có - Bao bì đựng vật liệu mài và vật liệu đánh bóng, bao bì hóa chất, các lơ đánh bóng bị hư… Tẩy dầu mỡ, tẩy gỉ - Các thùng chứa hóa chất có tính chất độc hại: dư dung môi hữu cơ, acid (HCl, H2SO4,HNO3), xút, các muối (FeSO4, Fe(NO3)2, (NH4)2CS - Bao bì đựng xà phòng Quá trình mạ - Thùng chứa các dung dịch mạ và các chất phụ gia khác (H3BO3, NaCH3COO-, o-benzen sunfamit, paratoluen sunfamit…) CTR khác Phát sinh từ các khu hành chính, khu ăn uống, vệ sinh của công nhân, cán bộ nhân viên. - Thành phần chủ yếu là: giấy, thực phẩm dư thừa, các túi nilon, hộp đựng thức ăn. Bùn thải từ quá trình xử lý nước thải - CTNH chứa chủ yếu là cặn kim loại nặng (tùy thuộc vào loại mạ và công nghệ mạ). 2.1.3 Môi trường không khí Bảng 8: Nguồn phát sinh và các yếu tố gây ô nhiễm môi trường không khí. Nguồn gây ô nhiễm Dòng thải và thành phần chính Tác động đến con người và môi trường Công đoạn mài thô, mài tinh. Bột mài, bụi kim loại, SiO2, Cr2O3. -Làm ô nhiễm môi trường không khí trong khu vực sản xuất và khu vực xung quanh. -Tác động sinh vật: làm giảm độ tiếp xúc với ánh sáng , khả năng hô hấp của thực vật. khi lắng đọng xuống nguồn nước sẽ làm nhiễm bẩn nguồn nước, có thể đi vào cơ thể động vật và con người qua chuỗi thức ăn. -Tác động trực tiếp của bụi thải đối với con người: gây những bệnh về mắt, phổi và da. Quay bóng khô, ướt. Bụi mùn cưa, bột mài, oxit sắt, oxit đồng, oxit crom. Công đoạn tẩy rửa Hơi dung môi, hơi axit, khí hydro, và oxit nito nếu rửa đồng. Công đoạn mạ Hơi axit, hơi dung môi, khí thoát ra từ bể mạ như H2, HCN. Vận chuyển nguyên liệu, sản phẩm. Bụi, khói, các loại khí thải từ quá trình đốt nhiên liệu: NO2, CO, CO2 NOx. 2.2 Các điều kiện an toàn lao động trong ngành mạ điện. 2.2.1 An toàn lao động trong phân xưởng mạ điện. Tất cả những người làm việc trong phân xưởng mạ phải tuỵêt đối thực hiện mọi chỉ dẫn về an toàn lao động , nội quy phòng cháy chữa cháy; phòng chống độc hại hóa chất; phải thực hiện các qui tắc kỹ thuật an toàn và vệ sinh công nghiệp. Phân xưởng mạ cần quạt thông gió, rộng rãi, các máy móc hoạt động cần được bố trí một cách khoa học, hợp lý, kỹ thụât viên phải là người thông thạo, có kinh nghiệm quản lý mọi công đoạn trong phân xưởng. Phân xưởng phải có tủ thuốc phòng tránh độc, cấp cứu sơ bộ, có các dụng cụ phòng chống cháy, an toàn về điện, an toàn về phòng chống độc hại do hóa chất gây nên. Người lao động phải nắm vững công việc mình làm và có hiểu biết cơ bản về sử dụng điện, về cháy nổ, về tính độc hại của hóa chất. Công nhân làm việc phải được trang bị các thiết bị bảo hộ an toàn lao động (thiết bị bảo vệ đường hô hấp, dụng cụ bảo vệ mắt…), khi làm việc trong môi trường có khí độc cần sử dụng mặt nạ phòng độc. Nghiêm khắc xử phạt đối với những trường hợp không đảm bảo quy tắc an toàn lao động đã đề ra. - Trong giai đoạn mài thường phát sinh ra bụi kim loại nên công nhân phải được trang bị khẩu trang mắt kính bảo vệ mắt và hệ hô hấp, - Trong công đoạn tẩy gỉ, sục rửa vật mạ thì trong môi trường làm việc có xuất hiện hơi axit nên phải trang bị mặt nạ phòng độc, hay khẩu trang đặc biệt có thể phòng chống lại tác dụng của axit. Trong thời gian lao động trong phân xưởng mạ tránh ăn uống, hút thuốc, nói chuyện đùa giỡn, tránh dùng tay tiếp xúc trực tiếp với hoá chất. Không được để đổ, vãi hóa chất ra nền nhà, bàn ghế. Sàn nhà phải không hút các dung dịch, phải chụi được môi trường axit và kiềm, nền nhà nghiêng 0,005o đảm bảo dễ thoát nước. - Hóa chất phải được bảo quản trong bình kín. Các thùng hóa chất trong phân xưởng mạ phải được sắp xếp có trật tự, riêng biệt, phải có dán nhãn, bao bì phải đảm bảo chắc chắn. - Ở những chổ có thể gây bỏng hóa chất phải trang bị các bình chữa cháy và vòi nước, có các chất để trung hòa axit. - Dung môi hữu cơ thải bỏ phải được đựng trong các bình đặc biệt không gây cháy, gây nổ, cấm đổ các dung môi vào cống thải. 2.2.2 Sự cố môi trường và ứng cứu sự cố xảy ra trong phân xưởng mạ. a. Sự cố cháy. Những nơi dễ dàng xảy ra sự cố cháy như kho chứa nhiên liệu, hóa chất. Yêu cầu an toàn trong thiết kế: - Trang bị đầy đủ trang thiết bị chữa cháy, bố trí các thiết bị ở vị trí thích hợp ( nơi dễ thấy, vừa với tầm tay…), thực hiện cấm nghiêm ngặt các hành vi hút thuốc, nấu ăn hay các hoạt động có khả năng phát nhiệt trong khu vực nhà kho và khu vực gần kho. - Thường xuyên kiểm tra hệ thống điện trong kho tránh tình trạng chập điện xảy ra. - Bắt buộc nhà thầu tuân thủ các quy định về phòng cháy chữa cháy và an toàn lao động trong thời gian làm việc tại công ty. - Khi có sự cố cháy xảy ra phải thực hiện kiểm soát đám cháy theo chương trình kiểm soát sự cố cháy đã được thiết lập: - Hạn chế phạm vi của đám cháy bằng cách ngăn chặn điều kiện phát triển của ngọn lửa như giảm hay loại trừ các chất cháy, ngừng cung cấp oxi cho nguồn cháy, cách li nguồn cháy. - Giảm tác hại do cháy: di dời các chất có khả năng cháy ra khởi khu vực cháy (xăng dầu) để giảm chất gây cháy. - Đảm bảo sằn sàng có thiết bị chữa cháy khi có sự cố cháy xảy ra. Có bố trí các phương tiện chữa cháy cố định, di động. Nếu phạm vi và mức độ cháy ngoài tầm kiểm soát của nhà máy thì phải gọi ngay cho cơ quan cứu hỏa gần nhất đề yêu cầu sự giúp đỡ. b. Sự cố tràn đổ hóa chất: - Sự cố đổ tràn có khả năng xảy ra tại khu vực nhà kho chứa nguyên nhiên liệu và nơi để các thùng hóa chất trong khu vực sản xuất, nơi lưu trữ các chất thải hóa chất dạng lỏng. - Nhà kho được thiết kế đảm bảo các yêu cầu để ứng cứu sự cố đổ tràn, thoát hiểm cho công nhân: độ dốc của sàn nhà, hệ thống đường gờ, rãnh thu hóa chất, thiết bị đo nồng độ hơi hóa chất, các lối đi trong nhà kho, thiết bị và vật chất ứng cứu sự cố, cửa thoát hiểm. - Phải tập huấn cho công nhân, những cá nhân có liên quan về cách ứng cứu các sự cố tràn đổ hóa chất một cách nhanh chống, an toàn và hiệu quả. Cách xử lý sau sự cố, cách cấp cứu những người bị thương. - Ghi nhận những sự cố xảy ra để làm tài liệu, được lưu trữ để phục vụ cho mục đích quản lý sự cố. 2.2.3 Ngộ độc hóa chất và cách xử lý. Trong trường hợp xảy ra tai nạn lao động (bị bỏng, bị thương…) phải báo ngay cho đốc công, trưởng ca hay phân xưởng trưởng để đưa đến trạm xá. Xianua: NaCN, KCN hay khí HCN là những chất cực kì độc. Liều lượng gây tử vong đối với xianua là 0.2 – 0. hay 0.12mg đối với HCN. Trong mọi thao tác liên quan đến xianua, tránh hít thở phải khí HCN. Triệu chứng ngộ độc Xianua Cách xử lý Rát cổ, chảy nước bọt, tức ngực, đau dạ dày, mạch yếu. Lập tức đưa người bị nhiễm độc ra nơi thóang gió, rửa dạ dày bằng dung dịch thuốc tím 1g/l KMnO4, rồi đưa đến bệnh viện. Các axit HCl, H2SO4, HNO3 không được để gần các chất dễ cháy. Sự cố đối với các axit Cách xử lý Axit H2SO4 đậm đặc, HNO3 đặc làm cháy da thịt gây những vết thương khó chữa, và gây độc hại đối với đường hô hấp. Đựng H2SO4 đậm đặc bằng bình chì hoặc bình nhựa dày, HNO3 đựng trong chai nhựa hoặc chai thủy tinh màu, chắc chắn. Khi bị dính axit vào da cần lập tức xối rửa kỹ dưới vòi nước lạnh và rữa bằng dung dịch soda 1%. Các chất kiềm: NaOH, KOH, Ca(OH)2. Các chất kiềm là những chất kết tinh màu trắng đục, hút ẩm mạnh, khi tan trong nước phát nhiệt rất nhanh. Dung dịch NaOH phá hủy giấy, gỗ, gây bỏng da…Khi xút dính vào da phải dùng dẻ lau khô, dùng dấm pha loảng rửa lại. Nếu trong trường hợp uống nhầm dung dịch NaOH phải nôn ra ngay, rồi uống dung dịch dấm loãng sau đó uống sữa, lòng trắng trứng. Đồng và hợp chất của Đồng ( CuSO3, CuSO4, CuCN ). Những hợp chất đồng khi nhiễm vào cơ thể gây viêm, sưng ống thực quản, bí đái, nôn mửa. Xử lý ngộ độc Cu bằng cách gây nôn, sau đó uống lòng trắng trứng. Chì và hợp chất của Chì ( hơi chì , PbO, Pb3O4, (CH3COO)2Pb ). - Khi bị ngộ độc chì niêm mạc ở lưỡi bị trắng, nhức dầu, co giật, tê liệt, mạch cứng. - Khi uống nhầm dung dịch chứa chì cần gây nôn ra ngay, sau đó uống MgSO4 20-30g/l rửa dạ dày bằng than hoạt tính, sau đó đưa ngay đến bệnh viện. Kẽm và hợp chất của kẽm (ZnSO4, ZnCl2, ZnO..) - Khi bị ngộ độc kẽm có các triệu chứng: vị chát, buồn nôn, bỏng rát dạ dày. - Xử lý bằng cách uống nước nóng, gây nôn, sau đó uống dung dịch soda loảng 1% hay sữa. 2.3 Vấn đề tiêu thụ tài nguyên trong ngành mạ điện. 2.3.1 Tiêu thụ tài nguyên nước. Trong các công nghệ mạ điện nước được sử dụng chủ yếu tại các công đoạn như: quay bóng ướt, tẩy dầu mỡ, tẩy gỉ, rửa sau mạ, nước cung cấp cho lò hơi và có một phần trong các dung dịch mạ. 2.3.2 Tiêu thụ điện. Điện là loại năng lượng được sử dụng nhiều tại các cơ sở mạ điện, cung cấp năng lượng cho hầu hết các loại máy móc, thiết bị và các động cơ trong nhà máy như các thiết bị quay tại công đoạn quay bóng, máy mài, công đoạn mạ phủ, ngoài ra điện còn sử dụng cho chiếu sáng, các loại quạt thông gió, quạt mát, công trình phụ trợ… 2.3.3 Tiêu thụ tài nguyên khoáng sản (tài nguyên địa khai). Nguyên liệu đầu vào chủ yếu của ngành mạ điện là các kim loại như Niken, Crom, Đồng, Kẽm, Bạc, Vàng, Platin…,đây là những loại tài nguyên quý giá đối với các quốc gia, có vai trò to lớn trong quá trinh phát triển kinh tế. Ngoài ra, các công nghệ mạ điện còn sử dụng một số lượng rất lớn các nhiên liệu địa khai như than đá, dầu DO, FO, đây là những loại tài nguyên không tái tạo được nên việc sử dụng các loại tài nguyên này cần có một quá trình đánh giá và phân bổ hợp lý. Nhận xét: Đối với công nghệ mạ điện vấn đề tiêu thụ tài nguyên cần quan tâm là tiêu thụ tài nguyên khoáng sản và năng lượng điện. - Đầu vào của ngành mạ điện chủ yếu là kim loại, nhiên liệu đốt, các mỏ địa khai là một loại tài nguyên không tái tạo được, nhưng việc sử dụng và khai thác loại tài nguyên này đang là một áp lực lớn cho các nhà quản lý. Yêu cầu về một biện pháp khai thác hợp lý và vật liệu thay thế là rất cần thiết. - Điện được sử dụng cho hầu hết các thiết bị, máy móc trong xưởng mạ, cho cả mục đích sản xuất và tiêu dùng. Vấn đề cần quan tâm đối với loại tài nguyên này là tiết kiệm năng lượng. Thiết kế một hệ thống chiếu sáng, quạt thông gió, và một chương trình vận hành phù hợp để tiết kiệm được tối đa lượng điện tiêu thụ. Nâng cao ý thức trong sử dụng điện của các đối tượng trong công ty. - Vấn đề tiêu thụ nước đối với ngành mạ điện là không đáng kể và lượng nước cấp cho các công đoạn trong sản xuất không nhiều, chủ yếu cho khâu tẩy rửa và sinh hoạt. Nhưng cũng cần có những biện pháp nhằm tiết kiệm lượng nước sử dụng, vừa tiết kiệm được chi phí vừa giảm những tác động về môi trường và tài nguyên. CHƯƠNG III: CÁC BIỆN PHÁP KIỂM SOÁT Ô NHIỄM NGÀNH MẠ ĐIỆN 3.1 Các biện pháp kỹ thuật xử lý chất thải. 3.1.1 Các biện pháp xử lý nước thải: Mạ điện là ngành sử dụng nhiều hóa chất, trong các công đoạn từ khâu làm sạch phôi đến khâu mạ, đều sử dụng nước và hoá chất để tẩy rửa vật mạ trước khi cho vào mạ hay sau khi lấy ra để thực hiện công đoạn khác cho đến khi hoàn thành sản phẩm. Thành phần nước thải xi mạ phụ thuộc vào các phương pháp mạ khác nhau như mạ Crôm, mạ Niken , mạ Thiếc….Điểm giống nhau là nước thải xi mạ chứa nhiều muối kim loại hoà tan, có độ pH thay đổi rộng từ axit mạnh đến kiềm mạnh và hầu như hàm lượng BOD và COD trong nước thài ngành xi mạ là không đáng kể và cùng có một mục tiêu là xứ lý nước thải đạt TCVN 5945 -2005 (loại B hay loại C tùy theo quy định tại nguồn tiếp nhận). Bảng 9: Các chỉ số ô nhiểm kim loại nặng của nước thải ngành mạ điện.. Chỉ tiêu Đơn vị Nước thải chưa xử lý Tiêu chuẩn kiểm soát TCVN5445-2005 Loại B Loại C pH - 3-11 5,5 - 9 5 - 9 Ni mg/l 5-85 0.5 2 Cr mg/l 1,0-50 0.1 0.5 Zn mg/l 20-150 3 5 Cu mg/l 15-200 2 5 Fe mg/l 1,0-50 5 10 CN mg/l 1,0-50 0.1 0.2 Do đặc tính nước thải nên công nghệ xử lý áp dụng một số phương pháp dựa trên cơ sở tính chất của muối kim loại. Nhiệm vụ chính là loại bỏ các ion kim loại nặng, các độc tính gây hại, các chất hoạt động bề mặt và các chất phụ gia của nước thải. Có hai phương pháp xử lý cation kim loại nặng trong nước thải đó là kết tủa hidroxit kim loại và phương pháp trao đồi ion. 3.1.1.1 Kết tủa hidroxit kim loại: Khi nước thải có tính axit nên trung hòa nước thải về pH > 7, khi đó các ion kim loại Zn, Pb, Cu, Ni, Fe có trong nước thải kết tủa hidroxit không tan như Zn(OH)2, Ni(OH)2, Cu(OH)2, Cr(OH)3, sau đó dùng phương pháp tạo bông, lắng cặn và dễ dàng tách chúng ra khỏi nước thải. Thu gom Nước thải Nước thải sau xử lý Lọc Lắng Keo tụ Phản ứng oxy hóa Rửa lọc NaOH,CaO FeSO4, NaSHO3 Bã bùn thải Lọc bùn Bùn lắng Hình 3: Sơ đổ xử lý nước thải mạ điện bằng phương pháp kết tủa. - Nguyên lý chính của phương pháp dựa trên tính chất keo tụ kết tủa của hidroxit các kim loại nặng có trong nước thải xi mạ, thể hiện qua các phản ứng: NiSO4 + 2NaOH = Ni(OH)2 + Na2SO4 CuSO4 + NaOH = Cu(OH)2 + Na2SO4 Cr2(SO4)3 + 6 NaOH = Cr(OH)3 + 3 Na2SO4 ZnSO4 + 2NaOH = Zn(OH)2 + Na2SO4 - Kết tủa được cho qua các bể lắng, tách ra, làm khô và tái sử dụng hoặc bỏ di. - Nước sau khi loại trừ kim loại nặng, còn chứa các muối vô cơ như Na2SO4, NaCl, NaCNO và thải ra ngoài. Tùy theo thành phần nước thải để lựa chọn phương pháp xử lý đặc trưng: Nước thải có xianua và không chứa Cromat : Trong công nghệ xi mạ đồng, kẽm,…nước thải thường chứa các hợp chất có gốc Xianua như Na(CN)2, KCN, Cu(CN)2 và các hợp chất khác có chứa xianua. Để khử được người ta thường dùng các chất oxi hóa mạnh như hydrogen peroxit (H2O2), Clo, thuốc tím (KMnO4), hay oxi hoá bằng FeSO4. Nước thải sau khi tập trung vào bể chứa, tiến hành kiểm tra độ pH và cho thêm CuSO4, chỉnh pH lên 10-11 bằng xút, soda hoặc vôi, cho thêm dung dịch H2O2 trộn đều. Sau đó dùng axit điều chỉnh pH xuống 7- 8 để quá trình oxi hoá Xianua diễn ra triệt để. Đồng thời trong quá trình trung hòa Xianua thì có một số hidroxit kim loại được tạo thành Cu(OH)2, Zn(OH)2. ..Sau đó thực hiện quá trình lắng và đưa nước qua bể lọc và cuối cùng là thải ra ngoài. Sau vài lần kết tủa lượng hidroxit kết tủa tích tụ nhiều trong bể lắng, cần tháo cặn vào bể chứa cặn, phần nứơc trong bể thải ra ngoài, còn phần cặn thì cho vào ngăn lọc hoặc cho vào túi lọc khô. Nước thải có Cromat và không có Xianua. - Để loại trừ Cromat khỏi nước thải tiến hành khử Cr6+ thành Cr3+ bằng FeSO4 hay bằng NaHSO3 (bisulfit natri). - Đối với nước thải có chứa Crom thì điều chỉnh pH < 5, sau đó cho natri sunfit, dùng vôi hay soda điều chỉnh pH = 8 - 9 để cho quá trình kết tủa hidroxit kim loại diễn ra. Tiếp tục thực hiện quá trình lắng, lọc. Nước thải có chứa Cromat và Xianua: Điều chỉnh cho pH < 5, tiếp tục cho FeSO4 .7H2O vào, sau đó nâng giá trị pH = 7-8 để thực hiên quá trình kết tủa của hidroxit kim loại,thực hiên quá trình lắng, lọc. 3.1.1.2 Phương pháp trao đổi ion. Bã cặn Lọc Keo tụ Nhựa tái sinh Nước thải H2SO4, NaOH Tái sinh nhựa Trao đổi cation, và anion Phản ứng Thu gom Nước thải Nước thải sau xử lý NaHSO3, FeSO4 NaOH Hình 4: Sơ đồ Xử lý nước thải mạ điện bằng phương pháp trao đổi ion. Nước thải khi tiếp xúc với nhựa trao đổi cation thì các cation kim lọai nặng trong nước thải trao đổi với các H+ theo phương trình: R-H + MeX = R-Me + H+ + X- R-H là nhựa trao đổi cation. MeX: cation(Cu2+, Ca 2+ ,…) Tiếp theo dung dịch tiếp xúc với nhựa trao đổi anion với các anion nước thải sẽ trao đồi với các các ion OH- của nhựa và bị giữ lại trong nhựa. Sau khi xử lý bằng phương pháp nhựa trao đổi ion nước đầu ra có độ sạch cao và có thể tái sử dụng. R-OH + X- = R - X + OH- H+ + OH- = H2O R-OH là nhựa trao đổi anion X- : anion (Cl-, SO4-, CN-….) Sau một thời gian xử lý thì cần phải thực hiện việc tái sinh nhựa trao đồi ion. Tái sinh nhựa trao đổi cation: Dùng dung dich axit sunfuarit nồng độ 4% nguội, bơm axit vào cột nhựa trao đổi cation theo chiều từ dưới lên. Sau khi lượng axit qua hết thì rửa bằng nước sạch. Cột trao đổi cation sau khi tái sinh sẽ tiếp tục sử dụng, còn nước thải được thải ra trong quá trình bơm axit và quá trình rửa cột nhựa sẽ được xử lý trước khi thải ra môi trường bên ngoài, vì sau khi tái sinh nước thải có hàm lượng các kim loại cao. Tái sinh nhựa anionit: Tái sinh nhựa anion dùng xút NaOH 4% nguội. Bơm dung dịch xút vào cột trao đổi anion theo chiều từ dưới lên, sau đó rửa nhựa bằng nước sạch. Cột nhựa trao đổi anion sau khi tái sinh sẽ tiếp tục sử dụng lại. Nước thải do có tính kiềm được thu gom vào thùng chứa, trung hòa axit đến pH = 7-8 trước khi thải ra ngoài. 3.1.2 Xử lý khí thải: Đối với bụi thải khô. Sử dụng phương pháp khô để xử lý bụi thải của các cơ sở mạ điện. Hệ thống xử lý bao gồm: hệ thống chụp hút bụi, thiết bị lắng, túi lọc tay áo. - Đối với phương pháp khô sử dụng thiết bị lọc bụi Xiclon. Xiclon được ứng dụng rộng trong công nghiệp vì hiệu quả xử lý bụi cao đối với các loại bụi có cở hạt ≥ 5mm. Thu hồi bụi trong Xiclon diễn ra dưới tác dụng của lực ly tâm. - Dòng khí nhiễm bụi được đưa vào phần trên của Xiclon, thân Xiclon thường là hình trụ có đáy là chóp cụt. Khí vào Xiclon thực hiện chuyển động xoắn ốc, dịch chuyển xuống dưới và hình thành dòng xoáy ngoài. Lúc đó các hạt bụi dưới tác dụng của lực ly tâm văng vào thành Xiclon. Tiến gần đến đáy chóp, dòng khí bắt đầu quay ngược trở lại và chuyển động lên trên hình thành dòng xoắn trong. Các hạt bụi văng vào thành Xiclon và dịch chuyển xuống dưới nhờ lực đẩy của dòng xoáy và trọng lực và ra khỏi Xiclon qua ống xả bụi. Khí sạch sau xử lý được đưa ra ở phía trên đỉnh thiết bị bởi ống trụ tâm, đi vào lọc tay áo. Ưu điểm: - Không có phần chuyển động. - Có thể làm việc ở nhiệt độ cao (có thể đến 500oC). - Thu hồi bụi ở dạng khô. - Trở lực hầu như cố định và không lớn (250 ÷ 1500 N/m²).- Làm việc tốt ở áp suất cao. - Năng suất cao.- Hiệu quả không phụ thuộc nồng độ bụi. Nhược điểm: - Hiệu quả vận hành kém khi bụi có kích thước nhỏ. - Không thể thu hồi bụi kết dính. Xử lý khí thải chứa hơi hóa chất: Xử lý khí H2 (oxit đồng nếu được sinh ra) và hơi axit tại công đoạn tẩy gỉ: - Dùng chụp hút hơi axit, sau đó cho đi qua dung dịch hấp thụ ( NaOH,Ca(OH)2 ) để giữ axit. - Kết hợp áp dụng các biện pháp làm thông thoáng nhà xưởng như thiết kế xưởng thoáng mát, lắp đặt hệ thống quạt thông gió, bố trí đồ vật trong xưởng gọn gàng nhằm tạo môi trường trong xưởng được thông thoáng. 3.2 Các biện pháp quản lý chất thải. Các biện pháp giảm thiểu chất thải Giảm tại nguồn Tái sinh chất thải Thay đổi sản phẩm Cải tiến quản lý nội vi và vận hành sản xuất Thay đổi quá trình Thay đổi công nghệ Thay đổi nguyên vật liệu Hình 5: Các biện pháp giảm thiểu chất thải 3.2.1 Biện pháp về sản xuất sạch hơn trong ngành mạ điện: Việc áp dụng sản xuất sạch hơn sẽ giúp giảm được chi phí chất thải, thu hồi hóa chất sử dụng, tiết kiệm năng lựơng đồng thời cải thiện môi trường làm việc. Một số biện pháp về sản xuất sạch hơn có thể áp dụng như: Quản lý nội vi và vận hành sản xuất. Việc cải tiến các cách thức vận hành có thể được thực hiện trong tất cả các lĩnh vực: sản xuất, sử dụng, lưu trữ và quản lý chất thải. Những cách thức vận hành tốt có thể được thực hiện đơn giản, không đòi hỏi chi phí cao nhưng hoàn toàn có thể mang lại lợi ích rất đáng kể và nhanh chóng. Cụ thể: Duy trì mực nước thích hợp trong công đoạn đánh bóng vật mạ. Thực hiện lọc liên tục hay tách bùn thường xuyên để kéo dài thời gian sử dụng dung dịch. Bố trí hợp lý hệ thống thu gom nước thải. Thu hồi các vật liệu tràn hay thất thóat để sử dụng lại. Tách riêng các dòng thải để tăng cường khả năng thu hồi tái sinh cũng như hiệu quả xử lý. Tăng cường công tác huấn luyện nhân viên về giảm thiểu chất thải, khả năng vận hành của từng loại thiết bị. Kiểm soát quá trình tốt hơn. Tiến hành kiểm tra định kỳ các thiết bị (thiết bị mài, đánh bóng, bể mạ…), các đồng hồ đo nồng độ, đường ống, hóa chất, khu vực kho lưu trữ đồng thời theo dõi mức tiêu thụ hóa chất. Quản lý, nghiên cứu đánh giá các mối nguy trong suốt quá trình vận hành để hạn chế tối đa khả năng chảy tràn hay rò rỉ. Trang bị hệ thống báo động tự động, thử hệ thống báo động định kỳ. Theo dõi các hoạt động trong quá trình vận hành sản xuất, bảo trì bảo dưỡng, lưu giữ và ghi chép lại tiến trình thu nhận được để làm hệ thống tài liệu, lưu trữ và bảo quản các tài liệu này. Tái chế và tái sử dụng. Đây là giải pháp được lựa chọn theo sau những giải pháp giảm thiểu chất thải vì một số lý do: tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên, giảm chi phí nguyên vật liệu, giảm chi phí xử lý. Tái sử dụng các thùng chứa hóa chất (diễn ra ở bên ngoài khu vực nhà máy). Thu gom tái chế các kim lọai mạ dư thừa, các sản phẩm không đạt tiêu chuẩn mạ (tái chế ngoài khu vực nhà máy hoặc trong khu vực nhà máy). Tái sử dụng nước ở các công đọan tẩy rửa sau khi đã xử lý. Tái sử dụng nhựa trao đổi ion sau khi đã sử dụng biện pháp phục hồi. Thay thế, thu hồi nguyên liệu. Thu hồi ion kim loại sau khi xử lý nước thải bằng phương pháp trao đổi ion. Kiểm tra chặt chẽ nguyên liệu nhập vào, sử dụng vật mạ đầu vào sạch hơn, chất lượng tốt hơn để giảm ô nhiễm cho công đoạn tẩy rửa. Những thay đổi về mặt kỹ thuật và công nghệ. Đây là một trong những phương pháp hiệu quả nhất trong việc ngăn ngừa phát sinh ô nhiễm, tăng khả năng sản xuất, cải thiện chất lượng sản phẩm đồng thời giảm chi phí nguyên vật liệu. - Sử dụng thiết bị đong đo hóa chất thay vì tiếp hóa chất một cách thủ công, vừa tránh sự tiếp xúc của công nhân với hóa chất lại đảm bảo độ chính xác. Ngoài ra chúng ta còn có thể áp dụng một số biện pháp quản lý bổ sung như: Tổ chức tập huấn cho toàn thể cán bộ công nhân viên làm việc trong phân xưởng mạ điện. Tiến hành đo đạc, tổ chức giám sát định kỳ chất lượng môi trường để có thể phát hiện và xử lý kịp thời các vấn đề ô nhiễm. Đảm bảo tuân thủ đầy đủ các yêu cầu của pháp luật về công tác bảo vệ môi trường và an tòan lao động. 3.2.2 Các biện pháp hành chính. Đây là cơ chế ép buộc để giảm sự phát sinh chất thải. Tuy nhiên việc xử phạt hành chính có thể được tiến hành một cách linh động nhằm khuyến khích các cơ sở tham gia vào công tác bảo vệ môi trường cũng như tiến hành các hoạt động kiểm soát và ngăn ngừa ô nhiễm. Các công cụ hành chính được sử dụng để kiểm soát các vấn đề môi trường phát sinh trong các phân xưởng xi mạ nói riêng và các phân xưởng sản xuất nói chung là các văn bản pháp luật, cụ thể nhất là các văn bản quy định về việc xử lý các chất thải phát sinh bao gồm việc xử lý nước thải, khí thải, tiếng ồn, độ rung, chất thải rắn, chất thải nguy hại…Ban hành cùng các văn bản trên là các tiêu chuẩn về chất lượng đầu ra của mỗi hệ thống xử lý phải đảm bảo các ngưỡng cho phép của mỗi loại chất thải. Nước thải - Nước thải sau xử lý phải đạt TCVN 5945 – 2005 Nước thải công nghiệp – Tiêu chuẩn thải. - Tuỳ thuộc vào nguồn tiếp nhận mà chất lượng nước thải sau xử lý đạt loại A, B hoặc C. Khí thải. - Áp dụng tiêu chuẩn khí thải công nghiệp đối với bụi và các chất vô cơ TCVN 5939 – 2005. - Áp dụng tiêu chuẩn vệ sinh công nghiệp (Quyết định 3733/2002/QĐ của bộ y tế ban hành 10/10/2002). Chất thải nguy hại - Chất thải nguy hại phải được thu gom và phân loại theo TCVN 6706: 2000 - Chất thải nguy hại chỉ được lưu trữ tạm thời trong những vị trí, khu vực đã quy định, theo TCVN 5507-2002. - Việc phát thải, vận chuyển, xử lý CTNH phải tiến hành đăng ký với các cơ quan chức năng có thẩm quyền để được cấp phép. 3.2.3 Các biện pháp về kinh tế. Thuế. Một cách để ép buộc các cơ sở sản xuất kinh doanh quan tâm đến những tác động do họ tạo ra là đánh thuế vào các cơ sở sản xuất phát sinh ra chất thải làm ô nhiễm môi trường. Việc chi trả cho hoạt động này sẽ ảnh hưởng đến quyết định sản xuất và quản lý chất thải của xí nghiệp điều này đồng nghĩa với việc những phản ứng tích cực về mặt môi trường sẽ được thực hiện. Thu phí môi trường. Dựa trên nồng độ các chất nguy hại có trong dòng thải thải ra môi trường, chủ yếu là dựa vào nồng độ các kim loại nặng, các dung môi hữu cơ trong nước thải. - Quy ước: đây là một phương pháp bắt buộc áp dụng đối với các cơ sở mạ, đối với mọi quy mô. - Phương pháp: Người có chức trách về vấn đề môi trường địa phương (quận, huyện) sẽ định kỳ hàng tháng đến các cơ sở mạ để lấy mẫu xác định nồng độ các chất trong nước thải. Kết quả phân tích được sẽ là cơ sở để đánh giá mức phí cần phải thu, phí thu được sẽ được dùng để cải tạo nguồn nước tiếp nhận dòng thải. - Mục đích: tạo áp lực kinh tế để các cơ sở thực hiện các giải pháp kiểm soát chất thải, mục đích chính của phương pháp không phải là số tiền thu được mà là để các doanh nghiệp có nghĩa vụ đối với các chất thải do mình tạo ra đồng thời cải thiện môi trường. Ưu điểm: - Có tính răn đe cao đối với các doanh nghiệp, quy đúng trách nhiệm. - Cải thiện được vấn đề môi trường - Thực hiện được nguyên tắc 3P. Nhược điểm: - Yêu cầu một đội ngũ nhân lực chuyên môn có đủ năng lực. - Cần có một cơ chế ( quy định) cụ thể để xác định mức thuế, phí thích hợp. - Yêu cầu một kế hoạch phù hợp để sử dụng khoản thu từ thuế và phí. CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN Mạ điện là một ngành công nghiệp có mức độ gây ô nhiễm cao không phải bởi lưu lượng hay tổng lượng phát thải mà do bởi các tác nhân chính có trong dòng thải với mức độ độc rất cao như hơi dung môi, hơi acid, khí độc từ quá trình mạ và nước thải có độ pH cao, chứa nhiều ion kim loại nặng rất độc đối với con người và môi trường, có thể gây nên những căn bệnh hiểm nghèo ở con người như ung thư… Bài tiểu luận này chỉ tìm hiểu tổng quát về ngành mạ điện, những kỹ thuật xử lý và biện pháp quản lý chung cho các cơ sở mạ điện, không đi sâu vào kiểm soát ô nhiễm cho một cơ sở mạ nhất định nên các biện pháp đưa ra chỉ mang tính chất chung cho ngành. Trong thực tế, tuỳ từng quy mô sản xuất, khả năng về kinh kế và kỹ thuật của mỗi cơ sở để lựa chọn một giải pháp phù hợp để xử lý. Áp dụng sản xuất sạch hơn trong các cơ sở xi mạ là một biện pháp có thể giúp giảm bớt các tác nhân về môi trường đối với các cơ sở, đây là một biện pháp quản lý mà nội tại các cơ sở có thể tiến hành được bằng việc như: nguyên liệu đầu vào cần được kiểm soát tốt hơn (nhập nhưng loại nguyên liệu có chất lượng tốt, ít bị gỉ sét), quá trình lưu giữ các kim loại mạ cần được bảo quản đúng cách tránh tiếp xúc không khí ( có mái che, kim loại cần được che phủ tránh mưa), kiểm soát quá trình sản xuất tốt hơn ( quá trình tiếp hoá chất, nguyên liệu, hạn chế việc chạy không tải của dây chuyền sản xuất trong quá trình thay đổi vật mạ). TÀI LIỆU THAM KHẢO Sổ tay hướng dẫn xử lý ô nhiễm môi trường trong sản xuất tiểu thủ công nghiệp (1998 – 1999). Sở Khoa Học Công Nghệ và Môi Trường TP Hồ Chí Minh. Nguyễn Văn Lộc, ( 2001). Kỹ thuật mạ. Công ty TNHH xi mạ Hưng Long – Các thiết bị sử dụng. ộ khoa học và công nghệ/TCVN www.PSO.HOCHIMINHCITY.GOV.VN