Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Bối cảnh thực tiễn

Công nghiệp hóa tại Việt Nam đang diễn ra nhanh chóng, trong đó công nghệ mạ điện (xi mạ) đóng vai trò then chốt trong nhiều lĩnh vực sản xuất như hàng tiêu dùng, cơ khí chế tạo, phụ tùng xe máy và ô tô. Tuy nhiên, nước thải phát sinh từ quá trình mạ điện là một vấn đề môi trường nghiêm trọng do biên độ dao động pH rất lớn (từ axit mạnh đến kiềm mạnh) và chứa hàm lượng cao các ion kim loại nặng độc hại như Crom ($Cr^{6+}$, $Cr^{3+}$), Niken ($Ni^{2+}$), Kẽm ($Zn^{2+}$), Đồng ($Cu^{2+}$), Sắt ($Fe$), cùng các chất hoạt động bề mặt, dầu khoáng và hợp chất hữu cơ.

Nhà máy Nội thất Hòa Phát là một trong những cơ sở sản xuất quy mô lớn đặt tại Khu công nghiệp Phố Nối A, tỉnh Hưng Yên, với ngành nghề sản xuất chính là gia công và mạ kim loại cho các sản phẩm nội thất. Trong những năm trước đây, việc xả thải trực tiếp chưa qua xử lý triệt để đã gây ô nhiễm nghiêm trọng nguồn nước và đất canh tác tại địa phương; hệ thống kênh mương thường xuyên xuất hiện dòng nước thải màu vàng, ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất lúa và hoa màu của người dân lân cận.

Hệ thống xử lý nước thải ban đầu của nhà máy được xây dựng từ năm 2008 với công suất $10\text{ m}^3/\text{h}$. Đến cuối năm 2014, theo kế hoạch mở rộng đầu tư, nhà máy lắp đặt thêm 01 dây chuyền mạ mới và di dời 01 dây chuyền mạ từ Như Quỳnh về Phố Nối, nâng tổng quy mô lên 02 dây chuyền mạ với tổng lưu lượng nước thải phát sinh đạt $720\text{ m}^3/\text{ngày}$ (tương đương $30\text{ m}^3/\text{h}$). Do đó, yêu cầu cải tạo, nâng cấp và hoàn thiện công nghệ hệ thống xử lý nước thải lên công suất $30\text{ m}^3/\text{h}$ trở thành nhiệm vụ cấp bách nhằm đáp ứng các quy chuẩn môi trường hiện hành.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu

Đề tài xác định 3 mục tiêu nghiên cứu chính:

  1. Khảo sát và đánh giá quy trình sản xuất cùng công nghệ chế tạo liên quan đến các dòng phát sinh nước thải tại Nhà máy Nội thất Hòa Phát.
  2. Xác định và đánh giá chất lượng, đặc tính của từng dòng nước thải phát sinh từ quy trình sản xuất ở cả hai giai đoạn: trước và sau khi qua hệ thống xử lý nước thải.
  3. Đánh giá hiệu suất xử lý của hệ thống xử lý nước thải mạ điện tại Nhà máy Nội thất Hòa Phát.

Nhiệm vụ nghiên cứu tập trung giải quyết các câu hỏi:

  • Quy trình công nghệ và dây chuyền sản xuất mạ điện tại nhà máy đang áp dụng những công đoạn nào?
  • Đặc tính hóa lý và chất lượng của từng dòng nước thải trước khi xử lý ($NT_1, NT_2, NT_3, NT_4$) và sau xử lý ($NT_5$) ra sao?
  • Hàm lượng các thông số cơ bản (pH, TSS, COD, $Cr^{6+}$, $Cr^{3+}$, Ni, Fe, Zn, $NH_4^+$, tổng dầu khoáng) biến động như thế nào?
  • Công nghệ và phương pháp nào được áp dụng để xử lý từng dòng thải riêng biệt?
  • Hiệu quả xử lý của toàn bộ hệ thống có đạt Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 40:2011/BTNMT (Cột A) hay không?

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

  • Đối tượng nghiên cứu: Các thành phần ô nhiễm trong nước thải mạ điện và hệ thống xử lý nước thải của Nhà máy Nội thất Hòa Phát thuộc Công ty Cổ phần Nội thất Hòa Phát tại Khu công nghiệp Phố Nối A, tỉnh Hưng Yên.
  • Phạm vi không gian: Nhà máy Nội thất Hòa Phát, Lô công nghiệp 3-2, KCN Phố Nối A, xã Lạc Đạo, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên (tọa độ địa lý: $20^\circ 56'52.0''\text{B}$ và $106^\circ 01'32''\text{Đ}$, diện tích $35.000\text{ m}^2$).
  • Phạm vi thời gian: Quá trình theo dõi, lấy mẫu và đánh giá hiệu quả vận hành thực hiện từ khi hệ thống bắt đầu vận hành (tháng 2/2015) đến hết tháng 6/2015.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở pháp lý và tiêu chuẩn áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên các văn bản quy phạm pháp luật và tiêu chuẩn kỹ thuật môi trường của Việt Nam:

  • Luật Bảo vệ Môi trường Việt Nam năm 2014 (Điều 3 khoản 1 và khoản 8).
  • Nghị định số 26/2010/NĐ-CP, Nghị định số 179/2013/NĐ-CP về xử phạt vi phạm hành chính trong lĩnh vực bảo vệ môi trường; Nghị quyết số 27/NQ-CP ngày 12/06/2009; Thông tư số 09/2009/TT-BXD hướng dẫn Nghị định số 88/2007/NĐ-CP về thoát nước đô thị và khu công nghiệp.
  • Quy chuẩn kỹ thuật so sánh: QCVN 40:2011/BTNMT (Cột A) - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp; QCVN 08:2008/BTNMT; QCVN 01:2009/BYT; QCVN 02:2009/BYT; QCVN 52:2013/BTNMT.
  • Tiêu chuẩn thiết kế hệ thống: TCVN 7957:2008 và TCXD 51:2008 về mạng lưới và công trình thoát nước bên ngoài.

Cơ sở khoa học về các phương pháp xử lý nước thải xi mạ

Tác giả tổng quan 4 nhóm phương pháp xử lý nước thải xi mạ phổ biến trên thế giới:

  • Phương pháp hóa học: Sử dụng các phản ứng oxy hóa - khử, trung hòa, keo tụ và tạo kết tủa hydroxide kim loại. Đối với dòng chứa Crom ($Cr^{6+}$), tiến hành khử về $Cr^{3+}$ trong môi trường axit ($\text{pH} \le 2 - 3$) bằng các chất khử gốc sunfit ($\text{NaHSO}_3, \text{Na}_2\text{SO}_3, \text{FeSO}_4$), sau đó nâng pH lên môi trường kiềm để kết tủa $Cr(\text{OH})_3$. Đối với dòng chứa Niken và axit - kiềm hỗn hợp, điều chỉnh $\text{pH} = 8{,}5 - 9$ để kết tủa $Ni(\text{OH})_2$ cùng các ion $Cu^{2+}, Zn^{2+}$.
  • Phương pháp điện hóa: Oxy hóa ở cực Anode và khử cation kim loại ở cực Cathode (khử $Cr^{6+} \to Cr^{3+}$, $Ni^{2+} \to Ni$). Phương pháp tiêu tốn nhiều điện năng, phù hợp xử lý sơ bộ dòng nồng độ rất cao.
  • Phương pháp trao đổi ion: Dẫn nước thải qua các cột cationit và anionit để giữ lại ion kim loại và gốc axit, cho phép tuần hoàn nước sạch và thu hồi hóa chất tái sử dụng, thích hợp cho xưởng quy mô vừa và nhỏ.
  • Phương pháp sinh học: Sử dụng thực vật thủy sinh (bèo tây, bèo tổ ong, vi tảo) để hấp phụ kim loại ở nồng độ thấp ($< 60\text{ mg/l}$); không thích hợp cho nước thải xi mạ công nghiệp nồng độ kim loại cao.

Phương pháp thu thập dữ liệu, lấy mẫu và phân tích

  • Thu thập tài liệu: Tổng hợp tài liệu thiết kế công nghệ, hồ sơ mặt bằng, báo cáo tiêu hao nguyên vật liệu và hóa chất của nhà máy.
  • Kế hoạch lấy mẫu: Thu thập mẫu tại 5 vị trí với tần suất 1 lần/tháng trong 4 đợt (Đợt 1: 20/03/2015; Đợt 2: 09/04/2015; Đợt 3: 29/04/2015; Đợt 4: 19/05/2015).
    • $NT_1$: Nước thải dòng mạ Crom.
    • $NT_2$: Nước thải công đoạn tẩy dầu mỡ hóa học (chứa $\text{NaOH}$).
    • $NT_3$: Nước thải công đoạn tẩy dầu mỡ điện hóa (chứa dung dịch axit).
    • $NT_4$: Nước thải dòng mạ Niken và dầu khoáng.
    • $NT_5$: Nước thải đầu ra sau hệ thống xử lý hoàn chỉnh.
  • Quy trình bảo quản mẫu: Tuân thủ Thông tư 10/2007/TT-BTNMT và TCVN 6663-3:2008 (ISO 5667-3:2003), sử dụng chai thủy tinh tráng parafin thể tích $1.000\text{ ml}$, bảo quản lạnh trong thùng đá và bổ sung hóa chất định hình ($\text{HNO}_3, \text{H}_2\text{SO}_4, \text{CHCl}_3$) tùy theo từng chỉ tiêu.
  • Phương pháp phân tích phòng thí nghiệm: Mẫu được phân tích tại Phòng thí nghiệm Khoa Khoa học Môi trường (Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên) và Viện Hóa học Công nghiệp Việt Nam theo các phương pháp tiêu chuẩn:
STT Chỉ tiêu phân tích Đơn vị Phương pháp thử tiêu chuẩn Giới hạn QCVN 40:2011/BTNMT (Cột A)
1 pH - TCVN 6492:2011 6 - 9
2 COD mg/l TCVN 6001-1:2008 30
3 $Cr^{6+}$ mg/l SWMEWW 3500 Cr B:2012 0,05
4 $Cr^{3+}$ mg/l SWMEWW 3500 Cr B:2012 0,20
5 Ni mg/l SWMEWW 3500 Ni B:2012 0,20
6 Fe tổng số mg/l TCVN 6177:1996 1,00
7 Zn mg/l SWMEWW 3500 Zn B:2012 3,00
8 $NH_4^+$ mg/l TCVN 6620:2000 5,0
9 TSS mg/l TCVN 6625:2000 50
10 Tổng dầu khoáng mg/l TCVN 7875:2008 5
  • Xử lý số liệu: Thống kê, vẽ biểu đồ và phân tích phương sai ANOVA bằng phần mềm Microsoft Excel và Microsoft Word để kiểm định mức độ sai khác giữa nồng độ trước và sau xử lý.

Thiết kế công nghệ và quy trình xử lý nước thải

Dây chuyền sản xuất và nguồn phát sinh nước thải

Quy trình sản xuất của Nhà máy Nội thất Hòa Phát bao gồm các công đoạn: gia công cơ khí (cắt gọt, đột lỗ, mài nhẵn bề mặt), đánh bóng, làm mịn, tẩy dầu mỡ hóa học/điện hóa, rửa nước, mạ Niken lót, mạ Crom bề mặt, sấy khô và lắp ráp thành phẩm. Công suất hàng năm đạt khoảng 900.000 sản phẩm (tủ sắt văn phòng, ghế xoay, két bạc, bàn ghế trường học, giường tầng).

Định mức tiêu thụ nguyên vật liệu và hóa chất cho 2.500 đơn vị sản phẩm/ngày được thống kê trong bảng sau:

STT Tên hóa chất / Nguyên liệu Đơn vị Mức tiêu thụ/ngày Định mức tiêu hao (trên 1 sản phẩm)
1 Nước cấp $\text{m}^3$ 25,0018 $0{,}0100\text{ m}^3$
2 $\text{NiSO}_4$ kg 12,0049 $0{,}0048\text{ kg}$
3 $\text{NiCl}_2$ kg 6,0026 $0{,}0024\text{ kg}$
4 $\text{H}_3\text{BO}_3$ kg 5,0020 $0{,}0020\text{ kg}$
5 $\text{NaOH}$ kg 5,0019 $0{,}0020\text{ kg}$
6 Hóa chất mạ Crom Bat I kg 56,0225 $0{,}0224\text{ kg}$
7 Hóa chất mạ Crom Bat II kg 37,0150 $0{,}0148\text{ kg}$

Nguyên lý vận hành hệ thống xử lý nước thải mạ do Công ty CP Môi trường Việt Sing thiết kế

Hệ thống xử lý nước thải công suất $30\text{ m}^3/\text{h}$ được thiết kế phân tách thành các module chuyên biệt:

  • Tuyến xử lý nước thải chứa Crom ($NT_1$): Nước thải mạ Crom được thu gom về bể phản ứng khử Cr. Tại đây, pH được kiểm soát ở mức axit ($\text{pH} \le 2 - 3$), hóa chất khử ($\text{NaHSO}_3/\text{FeSO}_4$) được châm vào để chuyển hóa toàn bộ $Cr^{6+} \to Cr^{3+}$. Sau phản ứng khử, dòng thải được dẫn sang bể keo tụ - tạo bông chung.
  • Tuyến xử lý nước thải kiềm, axit và Niken ($NT_2, NT_3, NT_4$): Dòng thải tẩy dầu hóa học chứa kiềm ($NT_2$), dòng tẩy axit điện hóa ($NT_3$) và dòng mạ Niken chứa dầu khoáng ($NT_4$) được gom về bể điều hòa và trung hòa chung. Hóa chất $\text{NaOH}$ hoặc $\text{H}_2\text{SO}_4$ được bổ sung tự động để đưa pH về khoảng tối ưu $8{,}5 - 9{,}0$, tạo điều kiện kết tủa hoàn toàn $Ni^{2+}, Cr^{3+}, Fe^{2+}/Fe^{3+}, Zn^{2+}$ dưới dạng hydroxide.
  • Công đoạn keo tụ, tạo bông và lắng tách bùn: Nước thải sau trung hòa và sau bể khử Crom được hòa trộn với chất trợ keo tụ PAC (Poly Alumina Chloride) và chất tạo bông PAM (Polyacrylamide). Các bông cặn hydroxide kết cụm nhanh chóng và được lắng tại bể lắng. Bùn lắng được thu gom về bể chứa bùn để ép lọc định kỳ, phần nước trong sau lắng ($NT_5$) đạt chuẩn xả thải ra môi trường tiếp nhận.

Nội dung chính theo từng chương

Chương I: Mở đầu (Introduction)

Chương I trình bày tính cấp thiết của công tác bảo vệ môi trường trong bối cảnh công nghiệp hóa, đặc biệt nhấn mạnh tác động nguy hại của nước thải mạ điện chứa kim loại nặng và pH biến động. Giới thiệu tổng quan về sự cần thiết phải nâng cấp hệ thống xử lý từ $10\text{ m}^3/\text{h}$ lên $30\text{ m}^3/\text{h}$ ($720\text{ m}^3/\text{ngày}$) tại Nhà máy Nội thất Hòa Phát (KCN Phố Nối A) sau khi mở rộng thêm 02 dây chuyền mạ vào cuối năm 2014. Xác định 3 mục tiêu, 5 câu hỏi nghiên cứu, các yêu cầu kỹ thuật và phân loại các nguồn thải.

Chương II: Tổng quan tài liệu (Literature Review)

Chương II hệ thống hóa các định nghĩa khoa học về môi trường, ô nhiễm nước và quản lý môi trường theo Luật Bảo vệ Môi trường 2014 và các hướng dẫn quốc tế. Phân loại các chất gây ô nhiễm đặc trưng trong nước thải công nghiệp xi mạ (BOD, COD, TSS, TDS, dầu mỡ, kim loại nặng Cr, Ni, Fe, Mn, As). Đánh giá thực trạng ô nhiễm nước thải xi mạ tại Việt Nam với số liệu thực tế tại Hà Nội, TP. Hồ Chí Minh và Đồng Nai (nồng độ kim loại nặng vượt chuẩn 100 - 500 lần, hơn 80% nước thải xi mạ chưa được xử lý đạt chuẩn). Trình bày cơ sở lý thuyết và sơ đồ công nghệ của 4 phương pháp xử lý: hóa học (phương trình khử Cr, trung hòa kết tủa Ni), điện hóa, trao đổi ion và sinh học.

Chương III: Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu (Subjects, Content and Methodology)

Chương III mô tả chi tiết đối tượng, địa bàn và mốc thời gian nghiên cứu (tháng 2/2015 đến tháng 6/2015). Quy định vị trí 5 điểm lấy mẫu ($NT_1 - NT_5$), quy trình lấy mẫu 4 đợt theo Thông tư 10/2007/TT-BTNMT, phương pháp bảo quản mẫu theo TCVN 6663-3:2008 (ISO 5667-3:2003) và các tiêu chuẩn phân tích 10 chỉ tiêu hóa lý đối chiếu với QCVN 40:2011/BTNMT (Cột A). Trình bày quy trình xử lý số liệu bằng công cụ thống kê ANOVA và Microsoft Excel.

Chương IV: Kết quả nghiên cứu (Results)

Chương IV trình bày các kết quả thực nghiệm chi tiết:

  • Thông tin mặt bằng, quy mô diện tích ($35.000\text{ m}^2$), tọa độ và ranh giới tiếp giáp của Nhà máy Nội thất Hòa Phát.
  • Bảng cân bằng định mức hóa chất tiêu thụ cho 2.500 sản phẩm/ngày.
  • Phân tích tính chất công nghệ mạ Niken (dung dịch $\text{NiSO}_4$, $\text{H}_3\text{BO}_3$, $\text{NiCl}_2$) và mạ Crom (dung dịch $\text{CrO}_3/\text{H}_2\text{SO}_4$ tỷ lệ 100/1).
  • Kết quả phân tích chất lượng nước thải thô tại 4 dòng nguồn ($NT_1, NT_2, NT_3, NT_4$) cho thấy sự ô nhiễm vượt chuẩn nghiêm trọng:
    • Dòng $NT_1$ (Mạ Crom): Mang tính axit ($\text{pH} \approx 3{,}0 - 3{,}26$), nồng độ $Cr^{6+}$ dao động từ 91 đến $389\text{ mg/l}$ (vượt chuẩn QCVN Cột A tới 3.609,2 lần), $Cr^{3+}$ đạt $117 - 139\text{ mg/l}$ (vượt 905 lần), Fe tổng đạt $30 - 32\text{ mg/l}$ (vượt 31 - 32 lần).
    • Dòng $NT_2$ (Tẩy kiềm $\text{NaOH}$): Tính kiềm rất cao ($\text{pH} = 11{,}8 - 12{,}0$), nồng độ COD lên đến $754{,}9\text{ mg/l}$ (vượt chuẩn Cột A khoảng 7 - 10 lần), $Cr^{6+}$ vượt 1.851 lần, $Cr^{3+}$ vượt 666 lần, Niken vượt 7 lần.
    • Dòng $NT_3$ (Tẩy axit điện hóa): Tính axit mạnh ($\text{pH} \approx 2{,}2$), nồng độ Niken vượt chuẩn 22 lần.
    • Dòng $NT_4$ (Mạ Niken và dầu): Nồng độ Niken dao động $1 - 46\text{ mg/l}$, vượt chuẩn QCVN Cột A cao nhất tới 247 lần.
  • Đánh giá chất lượng dòng thải sau xử lý ($NT_5$): Toàn bộ các thông số hóa lý (pH, TSS, COD, $Cr^{6+}$, $Cr^{3+}$, Ni, Fe, Zn, $NH_4^+$, dầu khoáng) qua hệ thống do Công ty CP Môi trường Việt Sing thiết kế đều giảm mạnh và đạt giới hạn cho phép của QCVN 40:2011/BTNMT (Cột A).

Chương V: Thảo luận và Kết luận (Discussions and Conclusions)

Tổng kết và thảo luận về hiệu quả vận hành của hệ thống nâng công suất $30\text{ m}^3/\text{h}$. Khẳng định tính phù hợp của giải pháp phân tách dòng thải tại nguồn để xử lý hóa học riêng biệt (khử Cr trước, trung hòa kết tủa và keo tụ sau) nhằm tối ưu hóa lượng hóa chất tiêu thụ và bảo đảm chất lượng xả thải an toàn cho môi trường KCN Phố Nối A.

Kết quả và đóng góp

Kết quả định lượng chính

Kết quả phân tích chất lượng nước thải trước và sau xử lý qua 4 đợt quan trắc được tổng hợp và đối chiếu với quy chuẩn kỹ thuật:

Thông số Dòng thải thô $NT_1$ Dòng thải thô $NT_2$ Dòng thải thô $NT_3$ Dòng thải thô $NT_4$ Nước thải sau xử lý ($NT_5$) QCVN 40:2011/BTNMT (Cột A)
pH 3,00 - 3,26 11,80 - 12,00 2,20 - 3,00 Axit / Biến động 6,50 - 8,50 6,00 - 9,00
COD (mg/l) Đạt chuẩn 754,9 Đạt chuẩn Đạt chuẩn $< 30,00$ 30,00
$Cr^{6+}$ (mg/l) 91,0 - 389,0 Vượt 1.851 lần - - $< 0,05$ 0,05
$Cr^{3+}$ (mg/l) 117,0 - 139,0 Vượt 666 lần - - $< 0,20$ 0,20
Ni (mg/l) - Vượt 7 lần Vượt 22 lần 1,0 - 46,0 $< 0,20$ 0,20
Fe tổng (mg/l) 30,0 - 32,0 - - - $< 1,00$ 1,00
TSS (mg/l) Cao Cao Cao Cao $< 50,00$ 50,00
Dầu khoáng (mg/l) - - - Phát hiện $< 5,00$ 5,00

Đóng góp thực tiễn của đề tài

  • Cung cấp bộ dữ liệu thực nghiệm toàn diện về lưu lượng ($720\text{ m}^3/\text{ngày}$), thành phần và mức độ ô nhiễm của 4 dòng nước thải mạ điện riêng biệt tại Nhà máy Nội thất Hòa Phát.
  • Chứng minh bằng số liệu thực tế về hiệu quả của công nghệ phân dòng và xử lý kết tủa hóa học kết hợp keo tụ tạo bông do Công ty Cổ phần Môi trường Việt Sing triển khai.
  • Cung cấp cơ sở khoa học để nhà máy duy trì ổn định hệ thống xử lý $30\text{ m}^3/\text{h}$, kiểm soát ô nhiễm kim loại nặng và chấm dứt tình trạng ảnh hưởng tiêu cực tới hệ thống kênh rạch và nông nghiệp quanh KCN Phố Nối A.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của nghiên cứu

Tác giả đã chỉ rõ một số hạn chế trong quá trình thực hiện khóa luận:

  • Thiết bị và phương tiện hỗ trợ kỹ thuật tại hiện trường còn thiếu đồng bộ.
  • Kinh nghiệm thực tế trong vận hành phân tích của sinh viên còn hạn chế.
  • Thời gian theo dõi và quan trắc thực tế giới hạn trong giai đoạn từ tháng 2/2015 đến tháng 6/2015 (chưa theo dõi biến động chất lượng nước theo chu kỳ cả năm).

Hướng nghiên cứu tiếp

  • Mở rộng quan trắc dài hạn để đánh giá độ ổn định của hệ thống xử lý khi công suất sản xuất của nhà máy thay đổi theo các mùa cao điểm trong năm.
  • Nghiên cứu sâu hơn về đặc tính và biện pháp quản lý an toàn bùn thải nguy hại phát sinh sau quá trình lắng và ép lọc.

Giá trị tham khảo

Tài liệu là nguồn tham khảo hữu ích cho các nhóm đối tượng sau:

  • Sinh viên và học viên ngành Khoa học Môi trường, Quản lý Môi trường, Kỹ thuật Môi trường: Tham khảo phương pháp xây dựng đề cương nghiên cứu đánh giá hệ thống xử lý nước thải công nghiệp thực tế; quy trình lấy mẫu, bảo quản và phân tích kim loại nặng theo tiêu chuẩn TCVN và ISO.
  • Cán bộ quản lý môi trường tại các khu công nghiệp: Tham khảo cơ sở dữ liệu về định mức tiêu hao hóa chất mạ, hệ số phát thải và đặc tính các dòng nước thải mạ Crom - Niken.
  • Kỹ sư vận hành trạm xử lý nước thải xi mạ: Tham khảo quy trình công nghệ phân dòng tách biệt ($Cr^{6+}$, kiềm, axit, Niken) và các thông số điều chỉnh pH trong phản ứng khử - kết tủa - keo tụ.

Câu hỏi thường gặp

1. Nguồn phát sinh và lưu lượng nước thải của Nhà máy Nội thất Hòa Phát là bao nhiêu?

Nước thải phát sinh từ 02 dây chuyền mạ điện (gồm các công đoạn tẩy dầu hóa học, tẩy axit điện hóa, mạ Niken và mạ Crom) với tổng lưu lượng phát sinh là $720\text{ m}^3/\text{ngày}$, tương đương công suất xử lý $30\text{ m}^3/\text{h}$.

2. Các dòng nước thải thô trước xử lý được phân chia thành những loại nào?

Hệ thống thu gom phân tách thành 4 dòng thải chính:

  • $NT_1$: Dòng nước thải mạ Crom (axit mạnh, chứa $Cr^{6+}, Cr^{3+}, Fe$).
  • $NT_2$: Dòng nước thải tẩy dầu mỡ hóa học (kiềm mạnh, chứa $\text{NaOH}$, COD cao, Cr, Ni).
  • $NT_3$: Dòng nước thải tẩy điện hóa (axit mạnh, chứa Ni).
  • $NT_4$: Dòng nước thải mạ Niken và dầu khoáng (chứa nồng độ Ni cao).

3. Nồng độ Crom và Niken trong nước thải thô vượt quy chuẩn bao nhiêu lần?

  • $Cr^{6+}$ ở dòng $NT_1$ ($91 - 389\text{ mg/l}$) vượt quy chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT Cột A tới 3.609,2 lần; ở dòng $NT_2$ vượt 1.851 lần.
  • $Cr^{3+}$ ở dòng $NT_1$ ($117 - 139\text{ mg/l}$) vượt chuẩn 905 lần; ở dòng $NT_2$ vượt 666 lần.
  • Niken ở dòng $NT_4$ ($1 - 46\text{ mg/l}$) vượt chuẩn cho phép tới 247 lần; ở dòng $NT_3$ vượt 22 lần.

4. Đơn vị nào thiết kế, lắp đặt hệ thống xử lý nước thải và kết quả đầu ra có đạt chuẩn không?

Hệ thống xử lý nước thải công suất $30\text{ m}^3/\text{h}$ do Công ty Cổ phần Môi trường Việt Sing thiết kế và lắp đặt. Toàn bộ các chỉ tiêu phân tích ở mẫu nước sau xử lý ($NT_5$) đều đạt quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 40:2011/BTNMT (Cột A).

5. Định mức tiêu thụ hóa chất mạ chính trong một ngày tại nhà máy là bao nhiêu?

Theo báo cáo vật tư của xưởng mạ cho 2.500 sản phẩm/ngày, nhà máy sử dụng: $25{,}0018\text{ m}^3$ nước, $12{,}0049\text{ kg } \text{NiSO}_4$, $6{,}0026\text{ kg } \text{NiCl}_2$, $5{,}0020\text{ kg } \text{H}_3\text{BO}_3$, $5{,}0019\text{ kg } \text{NaOH}$, $56{,}0225\text{ kg}$ Crom Bat I và $37{,}0150\text{ kg}$ Crom Bat II.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Đoàn Thị Tươi đã khảo sát toàn diện quy trình sản xuất mạ điện và đánh giá chi tiết đặc tính 4 dòng nước thải thô tại Nhà máy Nội thất Hòa Phát (KCN Phố Nối A, Hưng Yên). Nghiên cứu khẳng định hệ thống xử lý nước thải nâng cấp lên công suất $30\text{ m}^3/\text{h}$ do Công ty Cổ phần Môi trường Việt Sing lắp đặt hoạt động hiệu quả, đưa toàn bộ các thông số ô nhiễm nguy hại như Crom, Niken, Sắt, COD và pH về dưới ngưỡng giới hạn của QCVN 40:2011/BTNMT (Cột A). Đây là tài liệu thực nghiệm có giá trị khoa học và ứng dụng thực tiễn cao cho công tác kiểm soát ô nhiễm và quản lý môi trường ngành xi mạ công nghiệp.