Xử Lý Nước Thải Sản Xuất Nhôm Hợp Kim

Nhờ tính chất nhẹ và có độ bền cao, nhôm hợp kim là sản phẩm có tính ứng dụng cao và được sử dụng cho nhiều lĩnh vực như ngành công nghiệp ô tô, xe máy, máy bay, sản xuất đồ gia dụng, v.v….Trong quá trình sản xuất nhôm hợp kim, nước thải thường sinh ra chủ yếu tại các công đoạn rửa, tẩy gỉ và đặc trưng của nước thải là chứa axit, dầu, kiềm và cần có biện pháp xử lý phù hợp để tránh gây ô nhiễm môi trường.

1. Quy trình sản xuất hợp kim nhôm và đặc trưng nước thải

Quy trình sản xuất hợp kim nhôm vô cùng phức tạp với nhiều công đoạn, dưới đây là quy trình sản xuất tổng quát tại một nhà máy.

Nhôm thỏi > Đúc nhôm > Tạo phôi bán thành > Tách khuôn > Gia công cơ khí > Kiểm tra > Đóng gói/Nhập kho

Trong đó giai đoạn gia công cơ khí với nhiều quy trình như sau:

Phun cát > Khử dầu >  Rửa nước > Bể tẩy rỉ > Rửa nước > Nhúng > Rửa nước > Sơn > Sấy

Rửa axit > Rửa nước > Đánh bóng > Rửa nước > Sấy khô

Từ quy trình sản xuất trên có thể thấy, nước thải phát sinh từ các công đoạn: Rửa nước, tẩy rỉ, đánh bóng, nước tẩy dầu, rửa sau tẩy dầu, khử oxit nhôm, nước rửa sau tạo màng crom nước rửa sàn, xưởng.

Thành phần nước thải có chứa: Dầu mỡ khoáng, COD, kim loại nặng, Cr3+, sơn, cặn sơn, cặn gỉ, cromat, dầu, kiềm, v.v… Đây là những chất độc hại, cần có biện pháp xử lý an toàn trước khi xả nước thải vào nguồn tiếp nhận.

2. Hệ thống xử lý nước thải sản xuất nhôm hợp kim

Do đặc trưng ô nhiễm tại mỗi công đoạn sản xuất là khác nhau nên việc xử lý nước thải sản xuất nhôm hợp kim cũng được tách ra để xử lý từng loại trước khi đưa vào hệ thống XLNT tập trung.

2.1. Xử lý nước thải từ quá trình làm bóng

Đối với lượng nước thải từ các quá trình làm bóng, xử lý bề mặt, khử nhôm oxit thì sẽ được xử lý sơ bộ rồi mới dẫn về hệ thống xử lý tập trung của nhà máy.

Quy trình công nghệ:

Nước thải phát sinh > Bể điều hòa 1 > Bể phản ứng > Hệ thống xử lý nước thải tập trung của công ty.

Thuyết minh quy trình

- Bể điều hòa 1: Nước thải phát sinh từ quá trình làm bóng sản phẩm, quá trình xử lý bề mặt sản phẩm trước khi sơn (gồm công đoạn tẩy dầu, rửa sau khi tẩy dầu, khử nhôm oxit, rửa sau khử nhôm oxit) và từ quá trình dập bụi sơn được đấu nối vào cụm bể điều hòa để duy trì ổn định nồng độ, lưu lượng nước thải.

- Bể phản ứng: Gồm 3 ngăn

- Ngăn 1: Là ngăn trung hòa, tại đâu nước thải được châm hóa chất để đưa pH về ngưỡng phù hợp (pH = 6,6 – 8,5).

- Ngăn 2: Là ngăn phản ứng, tại đây nước thải được bổ sung polymer tổng hợp có khả năng hút dầu và các chất lơ lửng do các trung tâm điện tích dương, có khả năng liên kết hóa học với các trung tâm điện tích âm của chất hoạt động bề mặt tạo thành hợp chất không tan (kết tủa trắng) và tách ra khỏi nước thải.

- Ngăn 3: Là ngăn lắng được bổ sung dung dịch chất trợ lắng PAC để hỗ trợ quá trình lắng các chất ô nhiễm trong nước thải.

- Sau quá trình lắng, nước thải tiếp tục được dẫn về bể điều hòa 2 của hệ thống xử lý nước thải tập trung để tiếp tục xử lý trước khi xả thải ra ngoài môi trường.

2.2. Xử lý nước thải trong quy trình xử lý bề mặt

Đối với nước thải phát sinh từ công đoạn tạo màng crom trong quy trình xử lý bề mặt sản phẩm trước khi sơn

Quy trình công nghệ:

Nước thải từ quá trình tạo màng crom > Hố ga tiếp nhận > Bể phản ứng > Hệ thống xử lý nước thải tập trung

Thuyết minh quy trình

- Hố ga tiếp nhận: Nước thải phát sinh từ quá trình tạo màng crom và nước rửa sau quá trình tạo màng crom được thu gom về hố ga tiếp nhận nước thải.

- Bể phản ứng: Diễn ra quá trình phản ứng và lắng. Toàn bộ quá trình diễn ra trong khoảng 3,5 giờ. Khi nước thải được bơm lên đầy bể, dung dịch sữa vôi Ca(OH)2 được bơm tự động để nâng pH = 9, thời gian để nước thải phản ứng hoàn toàn là 20 phút để xảy ra phản ứng chuyển các ion Cr+3 có trong nước thải sang dạng các hidroxit kết tủa như Cr(OH)3 như sau: Cr2(SO4)3 + 3Ca(OH)2 = 3CaSO4 + 2Cr(OH)3

- Tiếp đó bơm bổ sung chất trợ lắng PAC và Polymer để hỗ trợ quá trình lắng. Quá trình này diễn ra trong 10 phút. Trong 2 quá trình này máy khuấy hoạt động để trộn đều hóa chất với nước thải giúp phản ứng xảy ra hoàn toàn.

- Sau đó là quá trình lắng, quá trình này diễn ra trong 2 giờ dưới tác dụng của trọng lượng, các hạt bông keo lắng xuống thành bùn thải. Sau khi kết thúc quá trình lắng, phần nước trong sẽ đi vào hệ thống tập trung.

2.3. Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải tập trung

Tất cả các loại nước thải sau khi đã được xử lý sơ bộ thì được đưa về hệ thống xử lý nước thải tập trung.

Sơ đồ công nghệ

Nước thải > Bể điều hòa > Bể thiếu khí > Bể hiếu khí > Bể lắng > Bể khử trùng >  Hệ thống thoát nước thải ra nguồn tiếp nhận

Thuyết minh quy trình

- Bể điều hòa: Nước thải được ổn định nồng độ và tính chất nguồn thải trước khi đi vào công đoạn xử lý tiếp theo.

- Bể thiếu khí: Diễn ra quá trình phân hủy các chất hữu cơ hòa tan và các chất dạng keo trong nước thải với sự tham gia của hệ vi sinh vật thiếu khí. Vi sinh vật sẽ hấp thụ các chất hữu cơ hòa tan có trong nước thải để sinh trưởng và phát triển, phân hủy và chuyển hóa chúng thành các hợp chất ở dạng khí. Sau đó bọt khí sinh ra sẽ bám vào các hạt bùn cặn. Các hạt bùn cặn này nổi lên trên làm xáo trộn, gây ra dòng tuần hoàn cục bộ trong lớp cặn lơ lửng.Nhờ tác động của dòng khí cung cấp cục bộ giúp xáo trộn các chất rắn lơ lửng và bùn hoạt tính, tăng hiệu suất xử lý của quá trình xử lý các chất ô nhiễm trong nước thải. Trong bể thiếu khí, hệ vi sinh vật thiếu khí phát triển xử lý N và P thông qua quá trình Nitrat hóa và Photphorit.

- Quá trình Nitrat hóa: Hai chủng vi khuẩn chủ yếu tham gia vào quá trình này là Nitrosomonas và Nitrobacter.

- Quá trình photphorit hóa: Chủng vi khuẩn tham gia vào quá trình này là Acinetobacter. Các hợp chất hữu cơ chứa photpho sẽ được hệ vi khuẩn Acinetobacter chuyển hóa thành các hợp chất mới không chứa photpho và các hợp chất có chứa photpho nhưng dễ phân hủy đối với chủng loại vi khuẩn hiếu khí.

- Bể hiếu khí: Các vi sinh vật hoạt động ở dạng lơ lửng, quá trình phân hủy xảy ra khi nước thải gặp các vi sinh vật hiếu khí trong điều kiện được cung cấp oxy liên tục (sục khí). Hệ thống giá thể (bể mặt tiếp xúc lớn >1000m2/m3, mật độ vi sinh cao) được cấp bổ sung vào bể để tăng tối đa diện tích bề mặt tiếp xúc cho các vi sinh vật. Việc cấp oxy liên tục thông qua các đĩa phân phối khí đảm bảo lượng oxy cung cấp đầy đủ và đều khắp bể để duy trì bùn ở trạng thái lơ lửng, vi sinh vật sẽ bám vào các hạt chất rắn còn sót lại sau quá trình xử lý nước thải vật lý, hoặc các chất hữu cơ không phân hủy hiếu khí và không tan. Các hạt này lớn dần, trở thành các cặn bông lơ lửng trong nước.

- Bể lắng: Bể lắng được thiết kế đảm bảo nước chảy trong bể có vận tốc chậm nhất khi đó các bông cặn hình thành có tỷ trọng đủ lớn và lắng xuống đáy bể. Tại đây, chất bổ sung chất trợ lắng PAC được thêm vào bể nhằm đẩy nhanh quá trình lắng bùn và giảm diện tích xây dựng bể lắng và thời gian lắng. Phần nước trong trên mặt bể lắng tự chảy sang bể khử trùng. Bùn tách ra được đưa về bể chứa bùn. Một lượng bùn được bơm hồi lưu về bể hiếu khí bổ sung vi sinh vật cho quá trình xử lý.

- Bể khử trùng: Khử các vi khuẩn có hại trong nước thải bằng cách bổ sung hóa chất khử trùng Chlorine vào bể, sau đó nước thải được dẫn vào hệ thống thu gom nước thải được xả vào nguồn tiếp nhận.

Phần bùn lắng dưới đáy bể lắng sẽ được đưa về bể chứa bùn và được xử lý định kỳ bởi đơn vị có chức năng.

Trên đây là một số thông tin về hệ thống xử lý nước thải sản xuất nhôm hợp kim. Trong thực tế, quy trình công nghệ này sẽ được thiết kế, điều chỉnh linh hoạt cho phù hợp với tính chất nước thải tại mỗi nhà máy.

Quý Doanh nghiệp có nhu cầu thiết kế, thi công hệ thống xử lý nước thải xin vui lòng liên hệ Hotline: 0938.857.768 để được tư vấn cụ thể hơn.