Hóa chất xử lý nước thải xi mạ thường dùng trong nhà máy

Hóa chất xử lý nước thải xi mạ thường gồm hóa chất điều chỉnh pH, chất khử, chất oxy hóa chuyên dụng, hóa chất kết tủa kim loại, PAC và Polymer.

Tuy nhiên, thành phần nước thải xi mạ thay đổi theo loại kim loại, công nghệ mạ, hóa chất tẩy rửa, dung dịch bể mạ và cách thu gom nước trong nhà máy.

Vì vậy, không nên áp dụng một công thức hóa chất cố định cho mọi hệ thống. Trước tiên cần xác định nước có crom, niken, đồng, kẽm, cyanide, kim loại phức hay các chất ô nhiễm nào khác.

1. Nước thải xi mạ thường chứa những gì?

Nước thải xi mạ có thể phát sinh từ công đoạn tẩy dầu, tẩy gỉ, hoạt hóa bề mặt, mạ kim loại, rửa sản phẩm và vệ sinh thiết bị.

Tùy dây chuyền sản xuất, nước thải có thể chứa:

• Crom.
• Niken.
• Đồng.
• Kẽm.
• Chì hoặc cadimi trong một số hệ thống.
• Axit và kiềm.
• Dầu mỡ.
• Chất hoạt động bề mặt.
• Chất tạo phức.
• Cyanide trong những công nghệ có sử dụng hợp chất cyanide.
• Chất rắn lơ lửng.

Mỗi chất tồn tại ở trạng thái khác nhau và có thể cần một phương pháp xử lý riêng.

Ví dụ, kim loại hòa tan thường cần được chuyển thành dạng kết tủa trước khi keo tụ và lắng. Trong khi đó, nước chứa Cr(VI) hoặc cyanide có thể cần xử lý sơ bộ riêng trước khi trộn với các dòng nước khác.

2. Vì sao nên tách riêng các dòng nước thải xi mạ?

Tách dòng là một bước quan trọng trong nhiều nhà máy xi mạ.

Các dòng nên được đánh giá riêng gồm:

• Nước chứa Cr(VI).
• Nước có cyanide.
• Nước axit.
• Nước kiềm.
• Nước chứa dầu mỡ.
• Nước có kim loại tạo phức.
• Dung dịch bể mạ đậm đặc cần thu hồi hoặc xử lý riêng.

Nếu trộn tất cả ngay từ đầu, các chất có thể phản ứng với nhau và làm quá trình xử lý khó kiểm soát hơn.

Đặc biệt, không được tự ý đưa axit vào dòng nước có cyanide. Việc tiếp xúc với axit có thể tạo khí hydrogen cyanide rất độc.

Những dòng nước có cyanide, Cr(VI) hoặc hóa chất đặc biệt phải được xử lý theo quy trình do người có chuyên môn thiết kế và kiểm soát.

3. NaOH, vôi và Soda dùng để tăng pH, kết tủa kim loại

Phần lớn kim loại hòa tan trong nước không thể tách trực tiếp chỉ bằng PAC hoặc Polymer.

Trong nhiều quy trình, cần tăng pH để chuyển ion kim loại thành dạng hydroxide hoặc dạng kết tủa ít tan hơn.

Các hóa chất thường được sử dụng gồm:

• NaOH – Sodium Hydroxide: Bazơ mạnh, có khả năng tăng pH nhanh.
• Vôi Ca(OH)₂: Có thể dùng để tăng pH và hỗ trợ kết tủa trong những hệ thống phù hợp.
• Soda Na₂CO₃: Có thể tăng pH, bổ sung độ kiềm và hỗ trợ một số quá trình kết tủa.

Không nên mặc định chỉ cần tăng pH càng cao thì kim loại càng được loại bỏ tốt.

Mỗi kim loại có đặc tính hòa tan khác nhau. Một số kim loại có thể kết tủa tốt trong một khoảng pH nhất định nhưng tăng pH quá mức lại không mang lại hiệu quả tương ứng.

Do đó, cần xác định thành phần kim loại và thử nghiệm trước khi chọn hóa chất cũng như pH mục tiêu.

Xem thêm: Soda Ash Light Na₂CO₃ 99.2% Trung Quốc.

4. Hóa chất khử dùng trong xử lý Cr(VI)

Nước thải từ một số công đoạn mạ crom có thể chứa crom hóa trị sáu, thường được viết là Cr(VI).

Cr(VI) không nên được xử lý giống hoàn toàn với các ion kim loại thông thường.

Trong nhiều hệ thống, Cr(VI) cần được chuyển về Cr(III) bằng phản ứng khử. Sau đó, pH được điều chỉnh để tạo kết tủa crom hydroxide và tách cặn.

Một số hóa chất khử có thể gặp gồm:

• Sắt Sunfat FeSO₄.
• Natri Bisunfit.
• Natri Metabisunfit.
• Natri Sunfit trong những quy trình phù hợp.
• Một số chất khử chuyên dụng khác.

Loại hóa chất, liều lượng, pH và thời gian phản ứng phụ thuộc vào nồng độ Cr(VI), thành phần nước và thiết kế hệ thống.

Không nên châm theo kinh nghiệm của một nhà máy khác vì lượng chất khử thiếu hoặc dư đều có thể ảnh hưởng đến công đoạn phía sau.

Xem sản phẩm liên quan: Sắt Sunfat FeSO₄·7H₂O 98% Trung Quốc.

5. Hóa chất oxy hóa dùng cho dòng nước có cyanide

Một số công nghệ xi mạ có thể phát sinh nước thải chứa cyanide hoặc phức kim loại cyanide.

Dòng nước này cần được thu gom và xử lý riêng trước khi đưa sang công đoạn kết tủa kim loại.

Trong những hệ thống được thiết kế phù hợp, quá trình oxy hóa cyanide có thể sử dụng:

• Sodium Hypochlorite hoặc hóa chất chứa hypochlorite.
• Ozone.
• Hydrogen Peroxide trong một số quy trình chuyên biệt.
• Công nghệ oxy hóa khác được thiết kế cho nguồn nước thực tế.

Đây là công đoạn có rủi ro cao và cần kiểm soát chặt pH, phản ứng, khí phát sinh và lượng chất oxy hóa dư.

Không trộn hóa chất chứa hypochlorite với axit. Đồng thời, không tự ý oxy hóa dòng cyanide nếu chưa có quy trình kỹ thuật, thiết bị và phương án an toàn phù hợp.

6. Hóa chất kết tủa kim loại chuyên dụng

Kết tủa hydroxide bằng NaOH hoặc vôi được dùng phổ biến. Tuy nhiên, một số nguồn nước vẫn khó đạt hiệu quả do kim loại tồn tại dưới dạng phức.

Các chất tạo phức như EDTA, ammonia, citrate hoặc một số phụ gia xi mạ có thể giữ kim loại ở trạng thái hòa tan.

Trong trường hợp này, hệ thống có thể cần:

• Phá phức trước khi kết tủa.
• Hóa chất kết tủa kim loại chuyên dụng.
• Kết tủa sulfide trong hệ thống được kiểm soát phù hợp.
• Trao đổi ion.
• Lọc màng hoặc công nghệ xử lý bậc cao.
• Thu hồi riêng dòng nước có nồng độ kim loại cao.

Không nên tự ý dùng các chất kết tủa chứa sulfide nếu chưa đánh giá an toàn. Khi gặp axit, sulfide có thể phát sinh khí độc.

Việc lựa chọn phải dựa trên kết quả phân tích kim loại tổng, kim loại hòa tan, chất tạo phức và thử nghiệm thực tế.

7. PAC dùng để keo tụ cặn kim loại sau kết tủa

Sau quá trình điều chỉnh pH và kết tủa, nước thường xuất hiện nhiều hạt kim loại hydroxide rất nhỏ.

Các hạt này có thể khó tự lắng nếu không có công đoạn keo tụ và tạo bông.

PAC có thể hỗ trợ:

• Làm mất ổn định các hạt kết tủa nhỏ.
• Giảm độ đục.
• Hỗ trợ gom cặn kim loại.
• Tạo điều kiện hình thành bông cặn.
• Hỗ trợ lắng hoặc lọc.

Tuy nhiên, PAC không thay thế được công đoạn kết tủa kim loại hòa tan.

Nếu pH chưa phù hợp và kim loại vẫn còn ở dạng hòa tan, tăng PAC thường không giải quyết đúng nguyên nhân.

Xem thêm: PAC là gì? Ứng dụng của PAC trong xử lý nước.

8. Polymer hỗ trợ tạo bông và trợ lắng

Polymer thường được bổ sung sau công đoạn kết tủa và keo tụ để giúp các hạt cặn liên kết thành bông lớn hơn.

Trong nước thải xi mạ, Polymer có thể hỗ trợ:

• Tăng kích thước bông cặn.
• Cải thiện tốc độ lắng.
• Giảm hạt nhỏ còn lơ lửng.
• Hỗ trợ tách bùn.
• Hỗ trợ máy ép bùn trong những điều kiện phù hợp.

Các loại thường gặp gồm Polymer Anion, Cation và Nonionic.

Không có một loại Polymer phù hợp cho mọi nước thải xi mạ. Cần thử trên mẫu nước sau kết tủa và keo tụ để lựa chọn.

Xem thêm: Polymer là gì? Vai trò trong tạo bông và trợ lắng.

9. Axit dùng để hạ pH và trung hòa nước sau xử lý

Sau khi dùng NaOH, vôi hoặc Soda để kết tủa kim loại, pH nước có thể cao hơn yêu cầu của công đoạn tiếp theo.

Khi đó, axit có thể được sử dụng để điều chỉnh pH.

Các loại thường gặp gồm:

• Axit Sulfuric H₂SO₄.
• Axit Clohidric HCl.

Việc lựa chọn cần xem xét nồng độ, độ ăn mòn, vật liệu bồn chứa, bơm định lượng và ảnh hưởng của ion tạo thành.

Không được châm axit vào dòng nước có cyanide hoặc sulfide nếu chưa xử lý hoàn toàn và chưa xác nhận an toàn.

Xem thêm: Axit Sulfuric H₂SO₄ 98% dùng trong điều chỉnh pH công nghiệp.

10. Quy trình hóa lý nước thải xi mạ thường gặp

Một quy trình tham khảo có thể gồm:

Phân dòng → Bể điều hòa → Xử lý riêng Cr(VI) hoặc cyanide nếu có → Điều chỉnh pH → Kết tủa kim loại → Keo tụ → Tạo bông → Lắng → Lọc → Điều chỉnh pH cuối.

Quy trình thực tế có thể khác tùy:

• Loại hình xi mạ.
• Nồng độ kim loại.
• Kim loại ở dạng tự do hay tạo phức.
• Có Cr(VI) hoặc cyanide hay không.
• Lưu lượng nước.
• Mục tiêu tái sử dụng hoặc xả thải.
• Thiết bị hiện có.

Không nên ghép chung mọi dòng nước vào một bể rồi sử dụng một loại hóa chất duy nhất.

11. Vì sao pH rất quan trọng trong xử lý kim loại?

pH ảnh hưởng trực tiếp đến dạng tồn tại và độ tan của nhiều kim loại.

Nếu pH quá thấp, kim loại có thể chưa tạo được kết tủa.

Nếu pH quá cao, một số kim loại hoặc hợp chất có thể thay đổi trạng thái và hiệu quả xử lý không tiếp tục tăng.

Do đó, trong cùng một nguồn nước có nhiều kim loại, có thể không tồn tại một giá trị pH tối ưu tuyệt đối cho tất cả.

Một số hệ thống cần kết tủa theo nhiều giai đoạn để kiểm soát từng nhóm kim loại.

Xem thêm: Vì sao pH ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý nước thải?.

12. Vì sao đã tăng pH nhưng kim loại vẫn còn cao?

Một số nguyên nhân thường gặp gồm:

• pH chưa đạt khoảng phù hợp.
• Thời gian phản ứng chưa đủ.
• Khuấy trộn không đều.
• Kim loại đang tạo phức.
• Cr(VI) chưa được khử hoàn toàn.
• Dòng nước có cyanide chưa được xử lý phù hợp.
• Cặn kết tủa nhỏ và bị cuốn theo nước.
• Bể lắng hoặc lọc hoạt động chưa tốt.
• Mẫu phân tích còn chứa cặn kim loại lơ lửng.

Vì vậy, không nên chỉ tiếp tục tăng NaOH hoặc vôi.

Cần phân biệt kim loại hòa tan với kim loại tổng và kiểm tra toàn bộ quá trình từ phản ứng đến tách bùn.

13. Vì sao cần thử nghiệm trước khi chọn hóa chất?

Jar-test và thử nghiệm phản ứng trên mẫu thực tế giúp so sánh:

• Loại hóa chất tăng pH.
• pH tạo kết tủa.
• Liều chất khử.
• Liều PAC.
• Loại Polymer.
• Khả năng hình thành bông.
• Tốc độ lắng.
• Nồng độ kim loại sau xử lý.
• Lượng bùn phát sinh.

Quan sát nước trong bằng mắt chưa đủ để kết luận kim loại đã đạt yêu cầu.

Sau thử nghiệm cần phân tích các chỉ tiêu kim loại liên quan trước khi áp dụng ở quy mô lớn.

Xem thêm: Jar-test là gì? Vì sao nên thử trước khi sử dụng hóa chất xử lý nước?.

14. Những sai lầm thường gặp khi xử lý nước thải xi mạ

• Trộn tất cả các dòng thải ngay từ đầu.
• Đưa axit vào dòng có cyanide.
• Cho rằng PAC có thể kết tủa toàn bộ kim loại hòa tan.
• Tăng pH càng cao càng tốt.
• Không kiểm tra Cr(VI) trước khi kết tủa crom.
• Không xem xét kim loại tạo phức.
• Dùng Polymer theo cảm tính.
• Không kiểm tra lượng bùn phát sinh.
• Chỉ quan sát độ trong mà không phân tích kim loại.
• Dùng một công thức cố định dù nước đầu vào đã thay đổi.

Nước thải xi mạ có tính chất phức tạp và có thể chứa chất độc. Hệ thống cần được vận hành theo quy trình, dữ liệu phân tích và yêu cầu an toàn cụ thể.

15. Cần cung cấp thông tin gì khi tìm mua hóa chất?

Để lựa chọn đúng hóa chất, doanh nghiệp nên cung cấp:

• Loại hình xi mạ.
• Kim loại đang mạ.
• Các hóa chất sản xuất đang sử dụng.
• Có Cr(VI), cyanide hoặc chất tạo phức hay không.
• pH đầu vào.
• Nồng độ kim loại nếu có kết quả phân tích.
• Lưu lượng nước thải.
• Hóa chất đang sử dụng.
• Liều dùng hiện tại.
• Vấn đề đang cần khắc phục.
• Quy cách và số lượng cần mua.

Doanh nghiệp cũng nên kiểm tra COA, SDS/MSDS và các tài liệu kỹ thuật liên quan trước khi nhập hàng.

Xem thêm: COA và MSDS là gì? Vì sao doanh nghiệp cần quan tâm?.

16. Câu hỏi thường gặp

Hóa chất xử lý nước thải xi mạ gồm những loại nào?

Các nhóm thường gặp gồm NaOH, vôi, Soda, chất khử Cr(VI), chất oxy hóa cho dòng cyanide, hóa chất kết tủa kim loại, PAC, Polymer và axit điều chỉnh pH.

PAC có xử lý được kim loại nặng hòa tan không?

PAC chủ yếu hỗ trợ keo tụ các hạt kết tủa và cặn nhỏ. Kim loại hòa tan thường cần được chuyển thành dạng kết tủa trước.

NaOH và Soda loại nào phù hợp hơn?

Tùy pH đầu vào, loại kim loại, khả năng đệm, tốc độ phản ứng, thiết bị và chi phí thực tế. Không nên quy đổi liều trực tiếp khi chưa thử nghiệm.

Nước chứa Cr(VI) có thể kết tủa trực tiếp không?

Trong quy trình thông thường, Cr(VI) cần được khử về Cr(III) trước khi điều chỉnh pH để kết tủa và tách cặn.

Có được trộn nước chứa cyanide với nước axit không?

Không. Cyanide tiếp xúc với axit có thể phát sinh khí hydrogen cyanide rất độc. Dòng này cần được thu gom và xử lý riêng theo quy trình an toàn.

Vì sao nước nhìn trong nhưng kim loại vẫn cao?

Kim loại có thể vẫn tồn tại ở dạng hòa tan hoặc phức hòa tan. Vì vậy, cần phân tích chỉ tiêu kim loại thay vì chỉ đánh giá bằng mắt.

Kết bài

Hóa chất xử lý nước thải xi mạ thường gồm hóa chất tăng hoặc giảm pH, chất khử Cr(VI), chất oxy hóa cho dòng cyanide, hóa chất kết tủa kim loại, PAC và Polymer.

Tuy nhiên, không phải nhà máy nào cũng sử dụng cùng một công thức. Việc lựa chọn phải dựa trên loại kim loại, trạng thái tồn tại, pH, chất tạo phức, lưu lượng và yêu cầu nước đầu ra.

Đặc biệt, nước chứa Cr(VI), cyanide hoặc sulfide cần được xử lý riêng và kiểm soát an toàn. Không tự ý phối trộn axit, chất oxy hóa hoặc chất khử khi chưa có quy trình phù hợp.

Quý khách cần mua NaOH, Soda Na₂CO₃, Axit Sulfuric H₂SO₄, Sắt Sunfat FeSO₄, PAC, Polymer hoặc các hóa chất xử lý nước công nghiệp khác, vui lòng liên hệ Châu An Chemical để được tư vấn theo đặc điểm nguồn nước và nhu cầu thực tế.