BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
NGÀNH XI MẠ CÔNG SUẤT 60 M3/NGÀY

Họ và tên sinh viên: PHẠM HỒNG LUÂN
NGUYỄN HỮU MỪNG
Nghành: CÔNG NGHỆ HÓA HỌC
Niên khóa: 2007 - 2011

Tháng 8/2011


NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ XỬ LÝ NƯỚC THẢI NGÀNH XI MẠ
CÔNG SUẤT 60 M3/NGÀY

Tác giả
PHẠM HỒNG LUÂN
NGUYỄN HỮU MỪNG

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng kỹ sư ngành
Công Nghệ Hóa Học

Giáo viên hướng dẫn:
Th.S Lê Tấn Thanh Lâm

Tháng 8 năm 2011

i
 


LỜI CẢM ƠN
 

Trong suốt thời gian học tập tại trường và thực hiện khóa luận tốt nghiệp, chúng
tôi luôn nhận được sự quan tâm và giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô, bạn bè, gia đình
và các tổ chức.
Đầu tiên, chúng tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Th.S Lê Tấn Thanh Lâm và
KS. Huỳnh Tấn Nhựt. Cảm ơn thầy đã dành nhiều tâm huyết hướng dẫn tận tình,
truyền đạt nhiều kinh nghiệm quý báu và bổ ích cho chúng tôi trong suốt quá trình
thực hiện khóa luận tốt nghiệp.
Xin cám ơn đến các thầy cô trong Bộ Môn Công Nghệ Hóa Học, Trường Đại
Học Nông Lâm TP.HCM lời cảm ơn chân thành vì đã truyền đạt cho chúng tôi những
kiến thức quý giá và bổ ích trong quá trình học tập, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện
thuận lợi cho chúng tôi trong suốt bốn năm học tập tại trường.
Xin gửi lời cảm ơn trìu mến nhất tới các bạn DH07HH đã luôn sát cánh và chia
sẻ cùng chúng tôi những lúc vui buồn trong học tập và cuộc sống, cảm ơn vì đã cho
tôi những phút giây thật đẹp thời sinh viên.
Cuối cùng, chúng tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và lòng kính yêu vô hạn
đến cha mẹ và những người thân trong gia đình. Con luôn biết ơn công ơn sinh thành,
dưỡng dục của cha mẹ, cảm ơn mọi người đã luôn che chở, động viên, là chỗ dựa
vững chắc cho con, giúp con vượt qua mọi khó khăn, thử thách trong cuộc sống để có
được thành công ngày hôm nay.

Thành phố Hồ Chí Minh, Tháng 08/2011
Sinh viên thực hiện
Phạm Hồng Luân - Nguyễn Hữu Mừng


ii
 


TÓM TẮT
Đề tài “Nghiên cứu và thiết kế xử lý nước thải ngành xi mạ công suất 60
m3/ngày” được tiến hành tại Công ty TNHH Thành Long và Khoa môi trường & Tài
nguyên Trường Đại học Nông Lâm TP. HCM, thời gian từ tháng 2 năm 2011 đến
tháng 7 năm 2011.
Kết quả thí nghiệm được áp dụng thiết kế hệ thống xử lý nước thải xi mạ với
công suất 60 m3/ngày. Với các thông số thiết kế sau:
 Phương án 1: Đối với quá trình keo tụ
Giai đoạn 1:
-

Hóa chất dùng cho quá trình keo tụ là phèn sắt

-

pH dùng trong xử lý là 7

-

Hàm lượng phèn tối ưu dùng trong xử lý là 400 g/m3 nước thải

-

Hiệu quả xử lý COD của quá trình xử lý là 24,51 %


-

Hàm lượng Fe sau quá trình xử lý : 14,2 mg/L nước thải

-

Hàm lượng Zn sau quá trình xử lý : 11,5 mg/L nước thải

-

Hàm lượng SS sau quá trình xử lý : 40 mg/L nước thải

Giai đoạn 2:
-

Hóa chất dùng cho quá trình keo tụ là phèn sắt

-

pH tối ưu dùng trong xử lý là 10

-

Hàm lượng phèn tối ưu dùng trong xử lý là 240 g/m3 nước thải

-

Hiệu quả xử lý COD của quá trình xử lý là 65,55 %

-


Hàm lượng Fe sau quá trình xử lý : 1,77 mg/L nước thải

iii
 


-

Hàm lượng Zn sau quá trình xử lý : 0,24 mg/L nước thải

-

Hàm lượng SS sau quá trình xử lý : 18 mg/L nước thải

-

Các công trình đơn vị thiết kế cho phương án 1 gồm: Nước thải đầu vào qua
song chắn rác → Hố thu → Bể điều hòa → Bể trộn 1 → Bể keo tụ 1 → Bể lắng
1 → Bể trộn 2 → Bể keo tụ 2 → Bể lắng 2 → Bể trung gian → Bồn lọc áp lực
→ Nguồn tiếp nhận (Nước thải đạt tiêu chuẩn QCVN 24:2009/BTNMT, loại
B).

-

Chi phí đầu tư 561.246.575 VNĐ, giá thành xử lý cho 1 m3 nước thải là 18.039
VNĐ/m3 nước thải.

 Phương án 2: Đối với qúa trình keo tụ kết hợp với oxi hóa nâng cao hệ
Fenton

Giai đoạn 1:
-

Hóa chất dùng cho quá trình keo tụ là phèn sắt

-

pH dùng trong quá trình xử lý là 7

-

Hàm lượng phèn tối ưu dùngtrong xử lý là 400 g/m3 nước thải

-

Hiệu quả xử lý COD của quá trình xử lý là 24,51 %

-

Hàm lượng Fe sau quá trình xử lý : 14,2 mg/L nước thải

-

Hàm lượng Zn sau quá trình xử lý : 11,5 mg/L nước thải

-

Hàm lượng SS sau quá trình xử lý : 40 mg/L nước thải

Giai đoạn 2:

-

Hóa chất sử dụng cho quá trình là H2O2, FeSO4 ( Tỉ lệ 1:08)

-

pH tối ưu dùng trong xử lý là 7

-

Hàm lượng phèn tối ưu dùng trong xử lý là 50 g/m3 nước thải

-

Hàm lượng H2O2 tối ưu dùng trong xử lý là 1,625 L/m3 nước thải

iv
 


-

Hiệu quả xử lý COD của quá trình xử lý là 82,89 %

-

Hàm lượng Fe sau quá trình xử lý : 0,2 mg/L nước thải

-


Hàm lượng Zn sau quá trình xử lý : 0,8 mg/L nước thải

-

Hàm lượng SS sau quá trình xử lý : 10,5 mg/L nước thải

-

Các công trình đơn vị thiết kế cho phương án 2 gồm: Nước thải đầu vào qua
song chắn rác → Hố thu → Bể điều hòa → Bể trộn 1 → Bể keo tụ 1 → Bể lắng
1 → Bể trộn 2 → Bể Fenton → Bể trung hòa → Bể lắng 2 → Bể trung gian →
Bồn lọc áp lực → Nguồn tiếp nhận (Nước thải đạt tiêu chuẩn QCVN
24:2009/BTNMT, loại B).

-

Chi phí đầu tư 629.395.575 VNĐ, giá thành xử lý cho 1m3 nước thải là 29.870
VNĐ/m3 nước thải.

v
 


ABSTRACT

Project

"Research and

design


of wastewater

treatment system of

plating industry with capacity 60 m3 / day" was conducted at Thanh Long Co.,
Ltd. and

the

Department

of Environment &

Natural

Resources Nong

Lam University. HCMC, the period of the project from February 2011 to July 2011.
Experimental results are applied for designing wastewater treatment system of
plating industry with capacity 60 m3/day. The design parameters are reached after the
experiment:
• Option 1: For the flocculation
Stage 1:
- Chemicals used to process iron alum flocculation
- Used in the treatment pH is 7
- Optimal concentration of alum used in the treatment of wastewater is 400 g/m3
- COD removal performance of the process is 24,51%
- Fe content after the treatment: 14,2 mg / L wastewater
- Zn content after the treatment: 11,5 mg / L wastewater

- SS content after the treatment: 40 mg / L wastewater
Stage 2:
- Chemicals used to process iron alum flocculation
- Optimum pH is used in processing 10
- Optimal concentration of alum used in the treatment of wastewater is 240 g/m3
- COD removal performance of the process is 65,55%
- Fe content after the treatment: 1,77 mg / L wastewater
- Zn content after the treatment: 0,24 mg / L wastewater
- SS content after the treatment: 18 mg / L wastewater

vi
 


The menu options are designed for one include: Wastewater → The sump → Air
Air conditioning tank → Mixing tank 1→ Flocculation tank 1→ Deposit tank 1→
Mixing tank 2→ Flocculation tank 2→ Deposit tank 2 → Intermediate tank →
Pressure filter tank → Receiving facilities (Wastewater standards QCVN 24: 2009 /
BTNMT, type B).
- The investment cost of 561.246.575VND, the cost of treatment for wastewater
18.039 VND/m3.
• Option 2: For the flocculation process combined with Fenton oxidation
Stage 1:
- Chemicals used to process iron alum flocculation
- pH used in the treatment of 7
- Content optimization dungtrong alum treatment of wastewater is 400 g/m3
- COD removal performance of the process is 24,51%
- Fe content after the treatment: 14,2 mg / L wastewater
- Zn content after the treatment: 11,5 mg / L wastewater
- SS content after the treatment: 40 mg / L wastewater

Stage 2:
- Chemicals used to process the H2O2, FeSO4 (Ratio 1:08)
- Optimum pH is 7 used in the treatment
- Optimal concentration of alum used in the treatment of wastewater is 50 g/m3
- Optimal levels of H2O2 used in the treatment of wastewater is 1,625 L/m3
- COD removal performance of the process is 82,89%
- Fe content after the treatment: 0,2 mg / L wastewater
- Zn content after the treatment: 0,8 mg / L wastewater
- SS content after the treatment: 10,5 mg / L wastewater
- The menu options are designed for two includes: Wastewater → The sump →
Air conditioning tank → Mixing tank 1 → Flocculation tank 1→ Deposit tank 1
→ Mixing tank 2 → Fenton tank → Neutralization tank → deposit tank 2 →

vii
 


Intermediate tank → Pressure filter tank Receiving facilities (Wastewater
standards QCVN 24:2009 / BTNMT, type B).
- The investment cost of 629.395.575 VND, the cost of treatment for wastewater
29.870 VND/m3.

viii
 


MỤC LỤC
 

Trang tựa .........................................................................................................................i

LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................... ii
TÓM TẮT .................................................................................................................... iii
MỤC LỤC .................................................................................................................. vix
DANH MỤC HÌNH ................................................................................................. xviii
DANH MỤC BẢNG ..................................................................................................xvv
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT................................................................................. xvi
Chương 1. MỞ ĐẦU ......................................................................................................1
1.1 Đặt vấn đề ..............................................................................................................1
1.2 Mục tiêu đề tài ........................................................................................................2
1.3 Nội dung luận văn ..................................................................................................2
1.4 Phương pháp thực hiện...........................................................................................2
1.5 Ý nghĩa đề tài .........................................................................................................3
1.5.1 Ý nghĩa khoa học .............................................................................................3
1.5.2 Ý nghĩa thực tiễn .............................................................................................3
Chương 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ...........................................................................4
2.1 Tổng quan về ngành xi mạ .....................................................................................4
2.1.1 Khái niệm.........................................................................................................4
2.1.2 Các loại hình xi mạ ..........................................................................................5
2.1.3 Quy trình xi mạ và nguồn nước thải của quá trình xi mạ ................................7
2.1.4 Vấn đề ô nhiễm môi trường do nước thải ngành xi mạ ...................................8
2.1.5 Ảnh hưởng của hóa chất xi mạ đến môi trường ..............................................9

ix
 


2.2 Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải xi mạ .......................................11
2.2.1 Phương pháp hóa lý .......................................................................................11
2.2.2 Phương pháp trao đổi ion...............................................................................14
2.2.3 Phương pháp điện hóa ...................................................................................15

2.2.4 Phương pháp hấp phụ ....................................................................................16
2.2.5 Phương pháp sinh học....................................................................................17
2.3 Lý thuyết của quá trình keo tụ bông ....................................................................21
2.3.1 Khái niệm hạt keo ..........................................................................................21
2.3.2 Các cơ chế chính của quá trình keo tụ tạo bông ............................................22
2.3.3 Động học quá trình keo tụ tạo bông ..............................................................25
2.4 Cơ sở lý thuyết của quá trình oxi hóa Fenton ......................................................26
2.4.1 Định nghĩa .....................................................................................................26
2.4.2 Cơ chế phản ứng của Fenton .........................................................................26
2.4.3 Những nhân tố ảnh hưởng đến phản ứng Fenton ..........................................29
2.5 Một số công nghệ xử lý nước thải xi mạ..............................................................32
2.5.1 Xử lý nước thải xi mạ bằng phương pháp keo tụ ..........................................32
2.5.2 Công ty TNHH YUJIN VINA .......................................................................33
Chương 3. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...............................35
3.1 Thời gian, địa điểm, đối tượng nghiên cứu ..........................................................35
3.2 Thí nghiệm Jartest ................................................................................................35
3.2.1 Phương pháp nghiên cứu ...............................................................................35
3.2.2 Mục đích nghiên cứu .....................................................................................35
3.2.3 Chuẩn bị thí nghiệm.......................................................................................35

x
 


3.2.4 Các bước tiến hành ........................................................................................35
3.3 Thí nghiệm oxi hóa nâng cao (Fenton) ................................................................37
3.3.1 Phương pháp nghiên cứu ...............................................................................37
3.3.2 Mục đích thí nghiệm ......................................................................................37
3.3.3 Chuẩn bị thí nghiệm.......................................................................................37
3.3.4 Các bước tiến hành ........................................................................................37

3.4 Số lượng mẫu thí nghiệm .....................................................................................39
3.4.1 Số lượng mẫu thí nghiệm Jartest ...................................................................39
3.4.2 Số lượng mẫu thí nghiệm Fenton ..................................................................40
3.5 Phương pháp phân tích chỉ tiêu ............................................................................41
3.5.1 Phương pháp phân tích chỉ tiêu COD ............................................................41
3.5.2 Phương pháp phân tích chỉ tiêu SS ................................................................43
Chương 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ..................................................................44
4.1 Kết quả thí nghiệm ...............................................................................................44
4.1.1 Thí nghiệm keo tụ đối với phèn nhôm...........................................................44
4.1.2 Thí nghiệm keo tụ đối với phèn sắt ...............................................................46
4.1.3 Thí nghiệm keo tụ đối với phèn PAC ............................................................48
4.1.4 Thí nghiệm lượng phèn nhôm phản ứng tối ưu tại pH = 9 ............................51
4.1.5 Thí nghiệm lượng phèn sắt phản ứng tối ưu tại pH = 10 ..............................52
4.1.6 Kết quả lượng PAC phản ứng tối ưu tại pH = 9 ...........................................53
4.1.7 Thí nghiệm phản ứng oxi hóa nâng cao.........................................................55
4.2 Đề xuất phương án tính toán và thiết kế ..............................................................59
4.2.1 Quy trình công nghệ phương án 1 .................................................................59

xi
 


4.2.2 Quy trình công nghệ phương án 2 .................................................................65
Chương 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................72
5.1 Kết luận ................................................................................................................72
5.1.1 Kết luận chung ...............................................................................................72
5.1.2 Kết luận về công nghệ đề xuất.......................................................................73
5.2 Kiến nghị ..............................................................................................................73
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................74
PHỤ LỤC


xii
 


 

DANH MỤC BẢNG BIỂU
 

Bảng 2.1: Các hóa chất thường sử dụng trong quá trình kết tủa ..................................12
Bảng 2.2: Hiệu suất khử các ion kim loại bằng phương pháp sinh học .......................18
Bảng 2.3: Tóm tắt ưu nhược điểm của các phương pháp ............................................19
Bảng 2.4: Các phương trình phản ứng xảy ra trong quá trình Fenton ..........................27
Bảng 3.1: Bố trí thí nghiệm Jartest cho phèn nhôm .....................................................39
Bảng 3.2: Bố trí thí nghiệm Jartest cho phèn sắt ..........................................................39
Bảng 3.3: Bố trí thí nghiệm Jartest cho PAC................................................................39
Bảng 3.4: Bố trí thí nghiệm xác định pH tối ưu cho phản ứng Fenton ........................40
Bảng 3.5: Bố trí thí nghiệm xác định lượng phèn tối ưu cho phản ứng Fenton ...........40
Bảng 3.6: Bố trí thí nghiệm xác FeSO4:H2O2tối ưu cho phản ứng Fenton...................41
Bảng 3.7: Phân bố hóa chất trong ống nghiệm .............................................................42
Bảng 4.1: Kết quả thí nghiệm xác định giá trị pH tối ưu và lượng phèn phản ứng tối
ưu của quá trình keo tụ bằng phèn nhôm ......................................................................44
Bảng 4.2: Kết quả thí nghiệm xác định giá trị pH tối ưu và lượng phèn phản ứng tối
ưu của quá trình keo tụ bằng phèn sắt ...........................................................................46
Bảng 4.3: Kết quả thí nghiệm xác định giá trị pH tối ưu và lượng phèn phản ứng tối
ưu của quá trình keo tụ bằng PAC.................................................................................48
Bảng 4.4: Kết quả so sánh và đánh giá giữa ba loại phèn sử dụng ..............................50
Bảng 4.5: Nước thải đầu ra khi điều chỉnh đến pH = 7 với lượng phèn sắt tối ưu. ......50
Bảng 4.6: Kết quả đầu ra khi sử dụng phèn nhôm tại pH = 9 ......................................51

Bảng 4.7: Kết quả đầu ra khi sử dụng phèn sắt tại pH = 10 .........................................52
Bảng 4.8: Kết quả đầu ra khi sử dụng PAC tại pH = 9.................................................53
xiii
 


Bảng 4.9: Kết quả phân tích kim loại ...........................................................................54
Bảng 4.10: So sánh và đánh giá hiệu quả xử lý giữa 3 loại phèn .................................54
Bảng 4.11: Kết quả xác định pH tối ưu và lượng phèn tối ưu của phản ứng Fenton ...55
Bảng 4.12: Kết quả xác định tỉ lệ FeSO4:H2O2 tối ưu của phản ứng Fenton ...............56
Bảng 4.13: Các thông số thiết kế và khái quát kinh tế của phương án 1 ......................61
Bảng 4.14: Các thông số thiết kế và khái quát kinh tế của phương án 2 ......................67

xiv
 


DANH MỤC HÌNH
 

Hình 2.1: Sơ đồ công nghệ và nguồn nước thải của quá trình xi mạ .............................7
Hình 2.2: Sơ đồ xử lý nước thải xi mạ của KHCN&MT TP.HCM .............................32
Hình 2.3: Quy trình xử lý nước thải xi mạ của Công ty TNHH YUJIN VINA ...........34
Hình 4.1: Biểu đồ xác định pH tối ưu và lượng phèn tối ưu đối với phèn nhôm .........45
Hình 4.2: Biểu đồ xác định pH tối ưu và lượng phèn tối ưu đối với phèn sắt .............48
Hình 4.3: Biểu đồ xác định pH tối ưu và lượng phèn tối ưu đối với PAC ...................50
Hình 4.4: Biểu đồ so sánh lượng phèn nhôm tối ưu tại pH = 9 ....................................51
Hình 4.5: Biểu đồ so sánh lượng phèn sắt tối ưu tại pH = 10 ......................................52
Hình 4.6: Biểu đồ so sánh lượng PAC tối ưu tại pH = 9 .............................................54
Hình 4.7: Biểu đồ thể hiện pH tối ưu của phản ứng Fenton .........................................55

Hình 4.8: Biểu đồ thể hiện lượng phèn tối ưu của phản ứng Fenton ...........................56
Hình 4.9: Biểu đồ thể hiện tỉ lệ FeSO4:H2O2tối ưu của phản ứng Fenton....................57
Hình 4.10: Quy trình xử lý nước thải phương án 1 ......................................................59
Hình 4.11: Quy trình xử lý nước thải phương án 2 ......................................................65
 

xv
 


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
 
 

COD

Chemical Oxygen Demand ( Nhu cầu ôxy hóa hóa học)

BTNMT

Bộ Tài Nguyên Môi Trường

SS

Suspended Solids (Chất rắn lơ lửng)

PAC

Poly Aluminium Chloride


QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

TCVN

Tiêu Chuẩn Việt Nam

TNHH

Trách nhiệm hữu hạn

XLNT

Xử lý nước thải

WTO

The World Trade Organization

BM CNHH Bộ môn công nghệ hóa học

xvi
 


Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề
Trong những năm gần đây sau khi gia nhập WTO cho thấy Việt Nam là một

nước có tốc độ phát triển kinh tế cao trong khu vực. Bên cạnh sự phát triển mạnh mẽ
của quá trình công nghiệp hóa đất nước, chất thải công nghiệp cũng ngày một gia tăng
về khối lượng, đa dạng về chủng loại gây ảnh hưởng xấu đến môi trường cũng như sức
khỏe của con người, đòi hỏi con người phải có nhận thức đúng đắn và đầu tư thích
đáng cho vấn đề xử lý nhằm phát triển kinh tế song song với việc bảo vệ môi trường
sống của chính mình. Ngày nay, kỹ thuật mạ kim loại đã trở thành một ngành kỹ thuật
phát triển mạnh mẽ ở hầu hết các nước trên thế giới. Nước ta cũng đang tập trung phát
triển các ngành công nghiệp phụ trợ, trong đó kỳ vọng đặc biệt vào ngành gia công
kim loại. Do vậy nhu cầu gia công mạ kim loại càng lớn và cũng từ đó việc xử lý chất
thải trong gia công xi mạ là hết sức cần thiết và cần được giải quyết triệt để.
Trong quá trình gia công xi mạ kim loại, lượng nước thải ra tuy không nhiều
nhưng chứa hàm lượng các kim loại nặng rất cao và là độc chất đối với sinh vật, gây
tác hại xấu đến sức khỏe con người, có khả năng phá hủy môi trường.
Việc nghiên cứu và thiết kế hệ thống xử lý nước thải xi mạ cho công ty TNHH
Thành Long nhằm xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn QCVN 24:2009/BTNMT, loại B
trước khi thải vào nguồn tiếp nhận có ý nghĩa quan trọng, vừa đáp ứng những yêu cầu
phát triển của công ty trong giai đoạn phát triển hiện nay đồng thời để thực hiện các
quy định về vấn đề môi trường. Được sự phân công của BM CNHH, dưới sự hướng
dẫn của Th.s Lê Tấn Thanh Lâm chúng tôi thực hiện đề tài “ Nghiên cứu và thiết kế
hệ thống xử lý nước thải ngành xi mạ, công suất 60m3/ngày”.

1
 


1.2 Mục tiêu đề tài
 Thí nghiệm Jartest, oxi hóa nâng cao hệ Fenton để xác định pH, lượng hoá chất
keo tụ tối ưu và loại hóa chất keo tụ xử lý hiệu quả.
 Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải xi mạ cho cho công ty TNHH Thành
Long đạt loại B theo QCVN 24:2009/BTNMT. Với công suất thiết kế

60m3/ngày.
1.3 Nội dung luận văn
 Tìm hiểu quá trình xi mạ, nguồn gốc phát sinh chất thải trong quá trình xi mạ,
tính chất nước thải xi mạ và các biện pháp xử lý nước thải xi mạ hiện nay.
 Khảo sát hiện trạng sản xuất và hiện trạng hệ thống xử lý nước thải hiện hữu.
 Tiến hành thí nghiệm Jatest và oxi hóa nâng cao hệ Fenton để xác định pH,
lượng phèn tối ưu và lựa chọn loại phèn xử lý hiệu quả kinh tế.
 Tính toán các công trình đơn vị, tính toán kinh tế xây dựng.
 Phân tích, đề xuất phương án xử lý nước thải cho công ty TNHH Thành Long,
lặp bản vẽ thiết kế hệ thống xử lý nước thải.
1.4 Phương pháp thực hiện
 Dựa trên các thông số quy định về nước thải của QCVN 24: 2009/BTNMT
 Phương pháp điều tra, thu thập và tổng hợp tài liệu, khảo sát thực tế.
 Thí nghiệm Jartest và oxi hóa nâng cao hệ Fenton xác định loại phèn, pH và
hàm lượng phèn tối ưu.
 Phân tích các chỉ tiêu chất lượng nước thải:
o Đo pH đo bằng máy đo theo TCVN 6492-2000
o Đo SS (Tổng chất rắn lơ lửng): xác định ở nhiệt độ sấy khô 103-1050C
theo TCVN 4560-1998

2
 


o Đo COD: phương pháp đun hoàn lưu kín TCVN 6491-1999
 Thống kê, xử lý số liệu dựa trên kết quả thí nghiệm, phân tích lựa chọn công
nghệ xử lý dựa trên cơ sở động học quá trình xử lý cơ bản.
 Sử dụng các phần mền hỗ trợ: Word, Excel, Autocad, Statgraphics.
1.5 Ý nghĩa đề tài
1.5.1 Ý nghĩa khoa học

Đề xuất phương án xử lý nước thải cho ngành xi mạ, cũng như những nguồn
nước thải khác có tính chất tương tự.
1.5.2 Ý nghĩa thực tiễn
Đề xuất phương án cải tạo hệ thống xử lý nước hiệu quả cho công ty xi mạ
Thành Long, đảm bảo xử lý nước thải đạt loại B theo QCVN 24:2009/BTNMT và là
cơ sở để công ty hoàn thành hồ sơ xin giấy phép xả nước thải vào nguồn nước.
Việc xây dựng và vận hành tốt hệ thống xử lý nước thải có hiệu quả sẽ có tính
kinh tế rất cao đồng thời góp phần hạn chế việc ô nhiễm môi trường do ngành xi mạ
gây ra.

3
 


Chương 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1 Tổng quan về ngành xi mạ
2.1.1 Khái niệm
Trong công nghiệp xi mạ, có nhiều hình thức xi mạ khác nhau như: mạ nhúng
nóng, mạ điện, mạ hóa học.
 Mạ điện
Mạ điện là một quá trình điện hóa. Qúa trình này sẽ hình thành một lớp kim loại
tương đối mỏng trên bề mặt dẫn điện. Qúa trình này thực hiện bằng cách nhúng vật
liệu cần mạ vào dung dịch chứa những muối kim loại và nối nó vào cực âm của nguồn
điện có điện áp thấp. Mạch điện được hoàn tất khi nhúng đầu anod vào trong dung
dịch đó và nối chúng với cực dương của nguồn điện. Sản phẩm của quá trình này là tạo
một lớp kim loại cần mạ trong dung dịch lên bề mặt của vật liệu cần mạ.
 Mạ hóa học
Dựa trên cơ sở khử ion kim loại thành kim loại từ dung dịch muối của nó bằng
các chất khử thích hợp. Mạ hoá học được sử dụng phổ biến cho mạ đồng và mạ Niken

trên chất dẻo.
Bên cạnh sự phát triển mạnh mẽ công nghệ mạ điện, mạ hoá học cũng được
nhiều trung tâm công nghệ các nước tập trung nghiên cứu, ứng dụng, nhằm đáp ứng
các yêu cầu sau:
-

Kim loại hoá các phi kim.

-

Góp phần tích cực trong việc phát triển công nghệ chế tạo khuôn mẫu bằng
phương pháp điện hoá.

4
 


-

Mạ hoá học còn có tác dụng thay thế cho lớp mạ điện trong trường hợp bề mặt
chi tiết có cấu hình phức tạp, mạ điện không đạt được độ dày đồng đều, trong
khi đó mạ hoá thõa mãn được nhu cầu này.

Nước ta trên đường công nghiệp hoá, việc nghiên cứu ứng dụng công nghệ mạ điện
lẫn mạ hoá học là một đòi hỏi cấp bách.
 Mạ nhúng nóng
Quá trình mạ kim loại dựa trên cơ sở kim loại cần mạ sẽ được nhúng vào bể
chứa kim loại phủ bề mặt ( kim loại nguyên chất ) được nấu nóng chảy ở nhiệt độ cao.
2.1.2 Các loại hình xi mạ
 Mạ kẽm

Mạ kẽm thường sử dụng để tạo lớp trang trí hay bảo vệ cho sắt thép. Do thế
điện động của kẽm nhỏ hơn sắt nên khi bị ăn mòn thì lớp kẽm bị ăn mòn trước. Lớp
kẽm dẻo dễ kéo, dễ dát mỏng. Sản phẩm mạ kẽm thường gặp như: chi tiết ốc vít, tôn
lợp nhà, đường ống nước, dây thép… Mạ kẽm thường phân loại theo nền hóa chất sử
dụng: dung dịch axit, dung dịch xianua, dung dịch borat, dung dịch amoniac, dung
dịch pyrophophat.
 Mạ Niken
Niken là kim loại màu trắng, hơi mền. Lớp mạ niken dẻo, dễ đánh bóng tạo độ
bóng rất cao và bền nhờ màng thụ động mỏng, chịu được các điều kiện khắc nghiệt
của axit, kim loại và muối.
Mạ niken lên sắt thép nhằm bảo vệ vật mạ không bị ăn mòn do thế tiêu chuẩn
của niken (-0,25V) cao hơn thế tiêu chuẩn của sắt (-0,44V). Để cho vật mạ bền thường
mạ hai lớp Ni/Cu hay ba lớp Ni/Cu/Cr lớp đồng có tác dụng lót và gắn chặt nickel với
kim loại nền, làm cho lớp mạ nickel bền hơn. Mạ nicken ứng dụng nhiều trong công
nghiệp: Mạ bảo vệ chống ăn mòn trong môi trường xâm thực mạnh, mạ chịu mài mòn,
mạ khuôn bản in, các chi tiết xe đạp, xe hơi, xe gắn máy …

5
 


Mạ Niken có nhiều phương pháp khác nhau:
+ Mạ Niken trong dung dịch axit.
+ Mạ Niken bóng. Mạ Niken đen.
+ Mạ Niken đặc biệt khác
 Mạ Crom
Crom là kim loại cứng, trắng thế tiêu chuẩn của Crom (-0,744V) thấp hơn sắt (0,44V) vì vậy đáng lẽ ra Crom dễ bị ăn mòn hơn sắt. Tuy nhiên, do trên bề mặt của
Crom có lớp oxit rất bền vững trong môi trường xâm thực và khí quyển.
Lớp mạ Crom có độ bóng cao, mày sáng trắng, có ánh xanh. Crom rất dễ mạ
lên các kim loại như Fe, Cu, Ni, Pb, Zn do đó Crom được sử dụng trong mạ trang trí,

mạ bảo vệ (phụ tùng xe hơi, xe gắn máy, xe đạp, đồ gia dụng) mạ tăng tính phản xạ
ánh sáng, làm gương phản chiếu. Mạ Crom cho các chi tiết chính xác, làm tăng độ mài
mòn, khuôn dập, khuôn in, các chi tiết chịu mài mòn như xilanh vòng găng của động
cơ đốt trong.
Mạ crom đặc biệt so với các quá trình khác: thành phần chất mạ chính là axit
cromic (CrO3) và có thêm một ít chất phụ gia khác như SO4-, SiF62-.
 Mạ đồng
Lớp đồng có màu hồng đỏ, trong không khí tác dụng với oxy và axit cacbonic
tạo ra CaCO3 có màu xanh, đồng tan trong axit HNO3, không tan trong dung dịch
H2SO4 loãng và axit HCl. Mục đích của việc mạ đồng là làm lớp mạ lót trang trí, lớp
mạ các chi tiết thép khỏi bị thấm cacbon, nito… Lớp mạ đồng dùng trong kỹ thuật đúc
điện và các chi tiết khác.
Mạ đồng có thể thực hiện tử các dung dịch mạ khác nhau:
- Mạ đồng trong dung dịch xyanua. Mạ đồng trong dung dịch không có xyanua.
- Mạ đồng trong dung dịch axit. Và các loại mạ đồng đặc biệt khác.

6
 


2.1.3 Quy trình xi mạ và nguồn nước thải của quá trình xi mạ
Chi tiết đem mạ

Làm sạch bằng cơ học

Mài nhẵn, đánh bóng

Khử dầu mỡ

HCl, H2SO4, NaOH


H2SO4 CrO3

Mạ Crom

Cr6+, Axit

Làm sạch bằng hoá học
và điện hoá

NiSO4 H3BO3

ZnCl2
NaOH
ZnO
H3BO3
Zn(CN)2 NaCN

Mạ Nickel

Mạ kẽm

Bụi kim loại

Hơi dung môi
Nước thải Chứa dầu mỡ
Hơi axit, kiềm
Nước thải chứa
axit, kiềm


H2SO4 CuSO4
NaCN Cu(CN)2

Mạ đồng

Axit
Muối Au
Muối Ag

Mạ vàng, bạc

CN-, Axit
Zn2+, CNCu2+, Axit
Axit
Hình 2.1: Sơ đồ công nghệ và nguồn nước thải của quá trình xi mạ
Ni2+, Axit

7
 

Bụi, gỉ


2.1.4 Vấn đề ô nhiễm môi trường do nước thải ngành xi mạ
Nước thải phát sinh trong quá trình xi mạ kim loại chứa hàm lượng các kim loại
nặng rất cao và là độc chất đối với sinh vật, gây tác hại xấu đến sức khỏe con người.
Nhiều công trình nghiên cứu cho thấy, với nồng độ đủ lớn, sinh vật có thể bị chết hoặc
thoái hóa, với nồng độ nhỏ có thể gây ngộ độc mãn tính hoặc tích tụ sinh học, ảnh
hưởng đến sự sống của sinh vật về lâu về dài. Do đó, nước thải từ các quá trình xi mạ
kim loại nếu không được xử lý qua thời gian tích tụ và bằng con đường trực tiếp hay

gián tiếp, chúng sẽ tồn đọng trong cơ thể con người và gây các bệnh nghiêm trọng,
như viêm loét da, viêm đường hô hấp, eczima, ung thư, . . .
Các nghiên cứu gần đây về hiện trạng môi trường ở nước ta cho thấy, hầu hết
các nhà máy, cơ sở xi mạ kim loại có quy mô vừa và nhỏ, áp dụng công nghệ cũ và lạc
hậu, lại tập trung chủ yếu tại các thành phố lớn như Hà Nội, Hải Phòng, TP.HCM,
Biên Hoà (Đồng Nai). . . Trong quá trình sản xuất, tại các cơ sở này (kể cả các nhà
máy quốc doanh hoặc liên doanh với nước ngoài), vấn đề xử lý ô nhiễm môi trường
còn chưa được xem xét đầy đủ hoặc việc xử lý còn mang tính hình thức, chiếu lệ, bởi
việc đầu tư cho xử lý nước thải khá tốn kém và việc thực thi luật bảo vệ môi trường
chưa được nghiêm minh.
Nước thải mạ thường gây ô nhiễm bởi các kim loại nặng, như crôm, niken,
đồng. . . và độ pH thấp. Phần lớn nước thải từ các nhà máy, các cơ sở xi mạ được đổ
trực tiếp vào cống thoát nước chung của thành phố mà không qua xử lý triệt để, đã gây
ô nhiễm cục bộ trầm trọng nguồn nước.
Kết quả khảo sát tại một số nhà máy cơ khí ở Hà Nội cho thấy, nồng độ chất
độc có hàm lượng các ion kim loại nặng, như crôm, niken, đồng. . . đều cao hơn nhiều
so với tiêu chuẩn cho phép; một số cơ sở mạ điện tuy có hệ thống xử lý nước thải
nhưng chưa chú trọng đầy đủ đến các thông số công nghệ của quá trình xử lý để điều
chỉnh cho phù hợp khi đặc tính của nước thải thay đổi. Tại TP.HCM, Bình Dương và
Đồng Nai, kết quả phân tích chất lượng nước thải của các nhà máy, cơ sở xi mạ điển

8