Phương Pháp Xử Lý Nước Thải Cơ Khí

Ngành cơ khí phát sinh nhiều loại nước thải chứa dầu mỡ, kim loại nặng, hóa chất và cặn bẩn trong quá trình sản xuất. Nếu không được xử lý đúng cách, nguồn nước thải này có thể gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Vì vậy, xử lý nước thải cơ khí là giải pháp quan trọng giúp doanh nghiệp đáp ứng quy định môi trường và nâng cao hiệu quả sản xuất bền vững.

Nội dung bài viết:

1. Nguồn phát sinh và đặc điểm của nước thải cơ khí

Nước thải cơ khí phát sinh từ nhiều công đoạn khác nhau trong quá trình sản xuất, gia công và vệ sinh thiết bị tại các nhà máy cơ khí. Tùy theo loại hình sản xuất mà thành phần và lưu lượng nước thải có thể khác nhau. Một số nguồn phát sinh chính gồm:

Công đoạn tẩy rửa thiết bị và sản phẩm: Các chi tiết máy và thiết bị sau gia công thường được vệ sinh bằng hóa chất hoặc dung môi để loại bỏ dầu mỡ và bụi bẩn. Nguồn nước thải này thường chứa dầu khoáng, chất tẩy rửa, chất hoạt động bề mặt, cặn kim loại.
Nước thải từ hoạt động xi mạ: Đây là nguồn nước thải có mức độ ô nhiễm cao trong ngành cơ khí. Nước thải xi mạ thường chứa axit, bazơ, kim loại nặng, hóa chất xử lý bề mặt. Các kim loại phổ biến gồm crom, niken, đồng, kẽm, chì,...
Nước thải từ hệ thống làm mát: Một số nhà máy cơ khí sử dụng nước để làm mát máy móc và thiết bị sản xuất. Nguồn nước này có thể chứa dầu mỡ, cặn kim loại, hóa chất chống ăn mòn
Nước thải sinh hoạt trong nhà máy: Ngoài nước thải sản xuất, các cơ sở cơ khí còn phát sinh nước thải sinh hoạt từ nhà vệ sinh, khu ăn uống, khu sinh hoạt công nhân, nguồn nước thải này thường chứa chất hữu cơ và vi sinh vật.

Tùy vào quy trình sản xuất và sản phẩm cơ khí mà mỗi nguồn thải sẽ có mức độ ô nhiễm khác nhau nhưng đặc điểm chung như chứa kim loại nặng, hàm lượng chất rắn lơ lửng, pH dao động mạnh, hóa chất độc hại.

2. Một số phương pháp xử lý nước thải cơ khí

Do nước thải cơ khí thường chứa dầu mỡ, kim loại nặng, hóa chất và cặn lơ lửng nên trong thực tế người ta thường kết hợp nhiều phương pháp xử lý khác nhau để đạt hiệu quả cao. Một số phương pháp xử lý nước thải cơ khí phổ biến gồm:

Phương pháp tách dầu mỡ: Đây là công đoạn quan trọng nhằm loại bỏ dầu khoáng, dầu cắt gọt và chất bôi trơn có trong nước thải cơ khí. Một số công nghệ thường được sử dụng gồm bể tách dầu mỡ, tuyển nổi DAF, tách dầu bằng trọng lực, Phương pháp này giúp giảm tải cho các công đoạn xử lý phía sau.
Phương pháp trung hòa pH: Do nước thải cơ khí có thể chứa axit hoặc kiềm mạnh nên cần điều chỉnh pH về mức phù hợp trước khi đưa vào hệ thống xử lý chính.Hóa chất thường dùng gồm NaOH, H2SO4, vôi
Phương pháp keo tụ - tạo bông: Phương pháp hóa lý này sử dụng hóa chất như PAC, polymer hoặc phèn để kết dính các hạt cặn nhỏ thành bông cặn lớn nhằm dễ dàng lắng và tách ra khỏi nước. Keo tụ tạo bông thường được dùng để xử lý cặn lơ lửng, kim loại nặng, dầu nhũ tương, chất tạo màu.
Phương pháp kết tủa kim loại nặng: Nước thải cơ khí, đặc biệt là nước thải xi mạ, thường chứa nhiều kim loại nặng như Cr, Ni, Zn, Cu và Pb. Phương pháp kết tủa hóa học giúp chuyển kim loại hòa tan thành dạng cặn không tan để dễ dàng tách bỏ. Các hóa chất thường dùng gồm: NaOH, vôi, PAC, Na2S.
Phương pháp tuyển nổi: Công nghệ tuyển nổi sử dụng bọt khí siêu nhỏ để kéo các chất ô nhiễm nổi lên bề mặt nước và loại bỏ chúng. Phương pháp này đặc biệt hiệu quả đối với dầu mỡ, chất rắn lơ lửng, chất hữu cơ khó lắng.

Bể tuyển nổi trong hệ thống xử lý nước thải

Phương pháp sinh học: Sau khi xử lý dầu mỡ và kim loại nặng, nước thải có thể tiếp tục được xử lý bằng phương pháp sinh học nhằm giảm COD, BOD, chất hữu cơ hòa tan. Một số công nghệ phổ biến gồm Aerotank, MBBR, MBR, SBR.
Công nghệ lọc màng: Để nâng cao chất lượng nước sau xử lý hoặc một số nơi dùng cho mục đích tái sử dụng nước thải, người ta ứng dụng một số công nghệ màng như UF, NF, RO để loại bỏ cặn mịn, ion hòa tan và tái sử dụng nước cho sản xuất.
Phương pháp khử trùng: Sau xử lý, nước thải có thể được khử trùng bằng Chlorine, UV, ozone,.. nhằm tiêu diệt vi khuẩn và vi sinh vật trước khi xả thải hoặc tái sử dụng.

3. Tham khảo hệ thống xử lý nước thải cơ khí

Ví dụ về hệ thống xử lý nước thải sản xuất tại một nhà máy gia công cơ khí

Lưu lượng: 12m3/ngày/đêm

Sơ đồ công nghệ: Nước rửa axit, dung dịch cromat thải > Bể tiếp nhận > Bể điều hòa/tách dầu > Bể phản ứng > Bể hiệu chỉnh > Bể đông tụ > Bể lắng > Bể kiểm tra > Cột trao đổi ion > Bể sau xử lý > Tái sử dụng_Nước rửa axit

Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải cơ khí

Thuyết minh quy trình công nghệ

Nước thải cromat /nước rửa axit dẫn về Bể tiếp nhận có lưới chắn rác để loại sơ bỏ rác thô có kích thước lớn hơn 10mm, nhằm tránh gây tắc nghẽn đường ống dẫn nước cũng như bơm, sau đó chảy vào bể điều hòa.
Tại bể điều hòa nước thải được trộn đều và cân bằng nồng độ bằng cách sục khí, ngoài ra còn có thiết bị thu gom và xả bọt, váng nổi nhằm giúp tách bỏ lượng dầu mỡ trong dòng nước thải dẫn về hệ thống xử lý.
Nước thải được bơm vào Bể phản ứng để điều chỉnh pH khoảng 2-3 bằng axit H2SO4 60% và sử dụng NaHSO3 20% nhằm khử Cr+6 về Cr+3 theo phản ứng sau: 2 Na2Cr2O7 + 6 NaHSO3 + 5 H2SO4 = 2 Cr2(SO4)3 + 5 Na2SO4 + 8 H2O
Nước thải tiếp tục chảy qua bể hiệu chỉnh và châm Vôi 10%, NaOH 32% để nâng pH đạt 10, nhằm tạo điều kiện phù hợp cho quá trình kết tủa hoàn toàn các kim loại ở dạng hidroxit (như Cr(OH)3; Zn(OH)2; Fe(OH)3; Ni(OH)2, Mn(OH)2,….) và đồng thời tạo thành FePO4, CaSO4. Trong bể này clouraamoni cũng được chuyển hóa thành hidroxit amoni do phản ứng với NaOH: NH4Cl + NaOH→ NH4OH + NaCl.
Tại bể đông tụ, polymer được châm vào để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình tạo bông và đẩy nhanh quá trình lắng.
Nước sau bể đông tụ, tự chảy sang bể lắng, nhằm tách bùn và các hạt keo lớn ra khỏi nước thải, hàm lượng các ion kim loại trong nước có nồng độ nhỏ hơn 10-3M. Phần nước trong sau lắng sẽ được dẫn qua bể kiểm tra và bùn lắng sẽ được bơm sang bể chứa bùn.
Nước sau bể kiểm tra được bơm qua cột trao đổi ion để xử lý triệt để các cation còn lại trong nước như: Cr3+, Fe3+, Zn2+, NH4 +… Tại đây sẽ diễn ra quá trình trao đổi cation Na+ với các ion kim loại trong nước thải. Nước sạch sau khi qua cột trao đổi ion sẽ tự chảy vào bể chứa nướcc sau xử lý.
Việc hoàn nguyên nhựa trao đổi ion sẽ được thực hiện bằng dung dịch NaCl 10%; dung dịch rửa giải, sau khi qua cột trao đổi ion sẽ được dẫn về Bể điều hòa để tiếp tục xử lý. Chu kỳ tái sinh nhựa 1 lần/ngày.
Tại bể sau xử lý, sẽ thực hiện kiểm tra chất lượng nước; nếu chất lượng nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn tiếp nhận của KCN Biên Hòa II, công ty sẽ cho đấu nối về hệ thống XLNT của địa phương hoặc tái sử dụng nước cho sản xuất. Trong trường hợp chưa đạt yêu cầu, nước sẽ được bơm về bể điều hòa để tái xử lý.

Trên đây là một số thông tin về "Phương pháp xử lý nước thải cơ khí", trong thực tế, tùy theo đặc tính nước thải và yêu cầu đầu ra mà mỗi doanh nghiệp sẽ lựa chọn công nghệ xử lý phù hợp. Hiện nay, nhiều hệ thống xử lý nước thải cơ khí thường kết hợp nhiều phương pháp khác nhau nhằm nâng cao hiệu quả xử lý và đảm bảo nước thải đạt quy chuẩn môi trường.

Xem thêm: