Xây dựng hệ thống xử lý nước thải mạ crom -Niken – Đồng. Tối ưu chi phí đầu tư và chi phí vận hành.

Mạ crom là quá trình sử dụng crom và hóa chất xi mạ của crom như axit cromic để hình thành một lớp oxit crom (gọi là lớp mạ crom) để gia tăng độ bền cho bề mặt kim loại. Bất kể là trong môi trường xâm thực nào (khí quyển, môi trường axit, môi trường kiềm,…) lớp mạ crom cũng vô cùng bền bỉ. Hiện nay, có 3 công nghệ mạ crom phổ biến là:

• Mạ crom cứng
• Mạ crom trang trí
• Mạ crom chi tiết máy

Quy trình mạ Crom 1 lớp thường được theo quy trình như sau:

• Mài: Vật liệu kim loại trước khi đem vào mạ crom cần đạt được độ bóng, vì vậy trước khi mạ crom, kim loại cần được mài và đánh bóng bằng cơ học, hóa chất…
• Tẩy dầu: Mục đích loại bỏ các dầu mỡ, bụi bẫn trong quá trình gia công còn đọng lại trên bề mặt kim loại. Tùy vào mỗi loại kim loại mà sử dụng một dung dịch tẩy dầu khác nhau.
• Bắt gá cho vật mạ crom.
• Nâng nhiệt độ vật mạ lên bằng nhiệt độ dung dịch mạ điện crom bằng cách cho ngâm không điện trong bể mạ.
• Tiếp điện (-) vào vật mạ và điện(+) vào cathode của bể mạ. Thông thường cathode của bể mạ thường được sử dụng là chì kim loại.
• Tiến hành mạ crom, tùy theo độ dày của lớp mạ crom mà chúng ta chọn chế độ dòng điện cũng như thời gian mạ.

   Nước thải có crôm sinh ra trong quá trình mạ crôm, thụ động hóa mạ kẽm, mạ đồng và hợp kim của chúng. Ion Cr+6 có tính độc rất mạnh. Phương pháp xử lý nước thải crom có nhiều loại, chủ yếu là phương pháp hóa học, phương pháp điện phân, phương pháp trao đổi ion, phương pháp hấp phụ than hoạt tính, phương pháp cô đặc bay hơi…

Xử lý nước thải mạ crom bằng phương pháp hóa học

Phương pháp xử lý nước thải Cr+6 là phương pháp khử kết tủa.

Bước 1: Trong điều kiện tính axit, dùng S02, NaHS03, FeS04, N2H4H20, phôi sát làm chất khử, để khử Cr+6 thành Cr+3.

Bước 2: Cho các chất tính kiềm Na2C03, NaOH, CaO … để nâng cao độ pH nước thải, làm cho Cr+3 thành Cr(OH)3 kết tủa, sau đó loại bỏ.

a. Phương pháp dùng NaHSo3

Phương pháp này dùng NaHSO3 hoặc Na2C03, Na2S03, Na2S205 cho vào nước thải đô khử Cr+6 thành Cr+3. Phản ứng như sau:

– Phản ứng sinh ra Cr+3, sau khi nâng cao pH = 6,5 — 7,5, sinh thành Cr(OH)3 kết tủa, lấy kết tủa. Phán đoán điểm kết thúc phản ứng bằng phương pháp so màu, do phản ứng giữa Cr+6 với Diphenyl carbazide, tạo thành hợp chất có màu đỏ. Hiện nay, dùng NaHSO3 đê’ xử lý Cr+6, có hai phương thức: Phương thức xử lý tập trung hoặc xử lý trên dòng chảy.

– Phương pháp xử lý tập trung là: cho nước thải có chứa crôm chảy vào bể chứa, khi đạt đến số lượng nhất định, dùng bơm đưa vào thùng phản ứng, tiến hành xử lý khử – kết tủa. Công nghệ như sau:

– Bể chứa nước thải dạt đến thể tích nhất định, khuấy đều, dùng H2S04 điều chỉnh pH < 3;

– Phân tích hàm lượng Cr+6;

– Căn cứ vào nồng độ Cr+6 tính toán cho chất khử theo tỉ lệ, khuấy bằng không khí nén, thời gian 15 phút;

– Để yên nhiều giờ, phân tích hàm lượng Cr+6 xong có đạt yêu cầu xử lý không;

– Khi Cr+6 đạt đến tiêu chuẩn thài ra. dùng bơm dưa vào bể kết tủa, khuấy đều và cho NaOH 20%, điều chỉnh pH = 6,5 – 7. khuấy 5 phút:

– Đê yên nhiều giờ, thái nước ở phía trên hoặc dùng nước lại;

– Lấy kết tủa, thu hồi xử lý.

– Đặc điểm của phương pháp này là: Có thể xừ lý nhiều loại nước thải có chứa crôm, đem nhiều loại nước thải có chứa crôm tập trung vào bể chứa, xử lý gián đoạn, để điều chỉnh pH, dễ cho các hóa chất, khống chế phản ứng.

– Phương pháp xử lý trên dòng chảy là phương pháp xứ lý tuần hoàn toàn diện nước thải. Nó có đặc điểm sau: Công nghệ xứ lý nước rửa và công nghệ xử lý nước thải làm một, cho hóa chất ít, tính thực dụng cao. quán lý dễ tiết kiệm nước, chiếm diện tích nhỏ, đầu tư ít. Chất Cr(OH)3 kết tủa . rửa 2-3 lần. đế làm sạch gốc SO4-2, cô đặc, sấy, nung 1200°c dược Cr2O3 có thể dùng được.

b. Phương pháp dùng FeS04 – nước vôi

– Phương pháp dùng FeSO4 – nước vôi là phương pháp cũ nhất đổ xử lý nước thải crôm, thích hợp với nước thái crôm có nồng độ thay đổi lớn. Điều chỉnh nước thải crôm có pH = 3, nước thải ở dạng Cr2O4-2, cho FeSO4, Fe+2 khử Cr+6 thành Cr+3 sau đó cho nước vôi, điều chỉnh pH = 7 – 9, Cr+3 và Fe+3 sẽ sinh thành hợp chất hyđrôxit kết tủa.

Xử lý nước thải mạ crom bằng phương pháp hấp phụ than hoạt tính

– Than hoạt tính có thể hấp phụ Cr+6, còn có tác dụng khử. Vì vậy, than hoạt tính vừa là chất hấp phụ vừa là chất hóa học để làm sạch nước thái crôm. Trong môi trường axit, pH < 3, than hoạt tính hấp phụ Cr+6 trên bể mặt, khử thành Cr+3 Khi than hoạt tính hấp phụ đến bão hòa, cho vào dung dịch axit, ion Cr+6 được hấp phụ sẽ giải phóng ra, than hoạt tính được tái sinh. Thiết bị hấp phụ than hoạt tính được chế tạo thành bộ, có bán trên thị trường.

– Tái sinh than hoạt tính dùng hai phương pháp: tái sinh kiềm và tái sinh axit. Tái sinh kiểm dung dịch NaOH 8 – 15%. Lượng chất tái sinh và thể tích than hoạt tính giống nhau, thời gian tiếp xúc 30 – 60 phút. Than hoạt tính sau khi tái sinh kiềm, tiến hành hoạt hóa bằng axit.

– Nồng độ H2S04 5 – 10%, lượng dùng bằng một nửa than hoạt tính. Dung dịch tái sinh axit là H2S04 10 – 20%, lượng dùng bằng một nửa than hoạt tính, thời gian ngâm 4-6 giờ. Dung dịch tái sinh crôm sunphat, có thể dùng để chế tạo thuốc đánh bóng. Trong sản xuất dùng công nghệ hấp phụ than hoạt tính hai cột hoặc ba cột.

Xử lý nước thải mạ crom bằng phương pháp trao đổi ion

– Phương pháp trao đổi ion là phương pháp dùng nhựa tổng hợp cao phân tử tiến hành trao đổi ion. Trong nhựa có nhóm gốc hoạt tính, có năng lực trao đổi ion, không hòa tan trong nước, axit, kiềm và các chất hữu cơ, tiến hành trao đổi hoặc hấp phụ chất có ion nào đó, sau đó dùng chất hóa học nào đó ảra nhựa, làm cho chất hấp phụ thoát ra.

– Tác dụng trao đổi tính chọn lọc của nhựa trao đổi ion có thể loại bỏ tạp chất có hại như: crôm, đồng, niken, xianua…Phương pháp này dùng để xử lý nước thải nồng độ thấp, lượng nước lớn, có thể thu hồi kim loại và sử dụng lại nước rửa.

Quy trình công nghệ xừ lý nước thải phương pháp trao đổi ion như sau:

Lọc nước thải + Trao đổi ion dương —> Trao đổi ion âm —» Tái sinh nhựa —> Cô đặc thu hồi crôm.

a. Lọc nước thải

Nước thải trước khi đi vào cột trao đổi ion dương cần phải lọc, để loại bó tạp chất cơ khí, huyền phù, tránh làm bẩn nhựa. Phương pháp lọc bằng cát, lọc bằng chất dẻo có nhiều lỗ policlovynyl.

b. Nhựa trao đổi ion dương

Để nâng cao độ sạch của axit crôm, loại bỏ ion kim loại khác, cần tiến hành trao đổi ion dương. Thông thường dùng nhựa loại axit mạnh số hiệu là 732, nước thải đi ra, nồng độ H + cao, pH giảm, Cr+6 trong nước thải tồn tại ở dạng Cr2O7-2.

c. Nhựa trao đổi ion âm

Sau khi nước thải đã trao đổi cột ion dương, đi vào cột ion âm, nhựa sẽ hấp phụ Cr2O7-2 và Cr2O7-2 trong nước thải, OH-1 trong nhựa chuyển vào dung dịch. Thông thường dùng nhựa ion kiềm yếu 710.

d. Tái sinh nhựa

Chọn chất hóa học thích hợp, làm cho chất hấp phụ trên nhựa giải phóng ra, đồng thời làm cho nhựa hồi phục lại năng lực hấp phụ lại.

Tái sinh nhựa ion âm: Thường dùng chất tái sinh là : NaOH, gốc OH-1 trong NaOH được trao đổi bằng gốc Cr2O7-2 và Cr2O4-2 hấp phụ trong nhựa. chất tái sinh thường dùng dung dịch NaOH 4 – 10%.

Tái sinh nhựa ion dương: Dùng ion H-1 trong axit thay thế bằng ion dương kim loại hấp phụ trong nhựa, chuyển thành nhựa loại H.

Chất tái sinh thường dùng là H2S04 3 – 5% hoặc HCl 1 – 3 mol/1. Lượng chất tái sinh gấp 3 lần thể tích nhựa.

e. Thu hồi axit

Dung dịch Na2Cr2O7 hoặc Na2CrO4 thu được khi tái sinh, có thể khử Na bằng nhựa ion dương axit mạnh 732. Bởi vì tiến hành khử Na lúc đầu ở pH thấp, nên Cr+6 trong nước tồn tại ở dạng Cr2O7-2 có màu đỏ da cam. Khi khử Na gần đến điểm kết thúc, pH nâng cao, dung dịch thành phần chính là CrO3 có màu vàng. Sau khi khử Na, nồng độ CrO3 thấp, đồng thời có ion Cl+1, cần phải cô đặc và khử Clo mới sử dụng được.

f. Phương thức xử lý nước thải bằng phương pháp trao đổi ion

Trong sản xuất quy trình xử lý nước thải bằng phương pháp trao đổi ion gồm cột trao đổi ion dương loại H, hai cột ion âm loại OH, cột ion dương loại Na tạo thành.

Xem thêm: 

• Xử lý nước thải sinh hoạt
• Hệ thống xử lý nước thải nhà hàng
• Xử lý khí thải tại Hà Nội