LỜI CẢM ƠN
Để nâng cao trình độ chun mơn và tăng kinh nghiệm thực tiễn, đƣợc sự
nhất trí của ban Giám hiệu trƣờng Đại học Lâm Nghiệp và Khoa Quản lý Tài
Nguyên Rừng và Môi Trƣờng, tôi đã tiến hành thực hiện đề tài khóa luận tốt
nghiệp:
“ Nghiên cứu xử lý nƣớc thải Công ty TNHH Dae Myung Việt Nam
tại xã Long Châu – Yên Phong – Bắc Ninh”
Trong quá trình thực hiện đề tài khóa luận ngồi sự nỗ lực bản thân tơi
cịn nhận đƣợc sự giúp đỡ của các thầy cô giáo đặc biệt là sự hƣớng dẫn tận tình
của giáo viên hƣớng dẫn làm đề tài khóa luận, chính quyền ủy ban nhân dân xã
Long Châu, huyện Yên Phong – Bắc Ninh.
Qua đây tôi xin bày tỏ lịng cảm ơn tới thầy giáo Bùi Văn Năng, cơ giáo
Trần Thị Đăng Thúy đã theo sát và giúp đỡ tơi trong suốt q trình thực hiện
khóa luận tốt nghiệp, xin chân thành cảm ơn Ủy ban nhân dân xã Long Châu,
huyện Yên Phong – Bắc Ninh cùng các thầy cô giáo của trƣờng đại học Lâm
Nghiệp đã tạo điều kiện thuận lợi và giúp đỡ chúng tôi chúng tôi trong q trình
thực hiện đề tài khóa luận tốt nghiệp này.
Tuy đã có sự nỗ lực và cố gắng song do thời gian và kinh nghiệm có hạn
nên đề tài khơng tránh khỏi những thiếu sót. Kính mong nhận đƣợc sự góp ý của
các thầy cơ giáo để đề tài đƣợc hoàn thiện hơn.
Xin chân thành cảm ơn.
Hà Nội , ngày 02 tháng 06 năm 2016
Sinh viên thực hiện
Mai Quỳnh Trang
i
TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP
KHOA QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG VÀ MƠI TRƢỜNG
TĨM TẮT KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
Tên khóa luận: “ Nghiên cứu xử lý nƣớc thải Công ty TNHH Dae Myung
Việt Nam tại xã Long Châu – Yên Phong – Bắc Ninh”
1. Sinh viên thực hiện
: Mai Quỳnh Trang
2. Giáo viên hƣớng dẫn
: ThS. Bùi Văn Năng
CN. Trần Thị Đăng Thúy
3. Mục tiêu nghiên cứu
3.1. Mục tiêu tổng quát
Mục tiêu tổng quát của khóa luận tốt nghiệp nhằm góp phần nâng cao
hiệu quả công tác bảo vệ môi trƣờng trong hoạt động sản xuất cơng nghiệp nói
chung và hoạt động sản xuất bảng mạch điện tử tại Việt Nam.
3.2. Mục tiêu cụ thể:
- Đánh giá khả năng xử lý nƣớc thải của Công ty TNHH Dae Myung bằng
phƣơng pháp hóa lý sử dụng chất keo tụ PAC và phƣơng pháp hóa học sử dụng
hóa chất NaOH, Ca(OH)2 trong điều kiện phịng thí nghiệm.
- Đề xuất đƣợc mơ hình xử lý nƣớc thải phù hợp với điều kiện công ty và
địa phƣơng.
4. Nội dung nghiên cứu
Để thực hiện đƣợc những mục tiêu đã đề ra khóa luận tiến hành nghiên cứu
những nội dung sau:
- Quy trình cơng nghệ sản xuất của Công ty TNHH Dae Myung.
- Đánh giá hiệu quả của hệ thống xử lý nƣớc thải của Công ty TNHH Dae
Myung.
- Nghiên cứu thử nghiệm một số phƣơng pháp để xử lý nƣớc thải của Công
ty TNHH Dae Myung trong phịng thí nghiệm.
ii
- Đề xuất đƣợc mơ hình xử lý nƣớc thải cho công ty nhằm nâng cao hiệu
quả công tác bảo vệ môi trƣờng.
5. Những kết quả đạt đƣợc
Sau một khoảng thời gian nghiên cứu và xử lý số liệu khóa luận đã thu
đƣợc một số kết quả đáp ứng mục tiêu ban đầu của khóa luận đặt ra.
- Cơng ty TNHH Dae Myung Việt Nam – Long Châu – Yên Phong – Bắc
Ninh hoạt động trong lĩnh vực sản xuất bảng mạch điện tử. Cơng ty hiện đã có
hệ thống xử lý nƣớc thải trƣớc khi thải vào hệ thống xử lý nƣớc của khu công
nghiệp để xử lý nƣớc đạt loại A – QCVN 40: 2011/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật
quốc gia về nƣớc thải cơng nghiệp sau đó mới đƣa vào môi trƣờng.
- Kết quả đánh giá chất lƣợng nƣớc thải từ hệ thống sản xuất của công ty
(trƣớc khi xử lý) cho thấy tất cả các thông số môi trƣờng đại diện để đánh giá
chất lƣợng nguồn nƣớc này đều vƣợt quá mức giới hạn hàm lƣợng của cột B
QCVN 40: 2011/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nƣớc thải cơng
nghiệp nhiều lần từ đó tính chất nguồn thải đƣợc làm rõ hơn: nƣớc thải đặc
trƣng bởi ba thông số Đồng, Clo, Xyanua. Một số thông số khơng có trong
QCVN 40:2011 vẫn đƣợc khóa luận phân tích để đánh giá chất lƣợng nƣớc
trƣớc và sau khi nguồn nƣớc thải đƣợc xử lý là độ đục, độ dẫn điện EC, độ
muối, TDS.
- Đánh giá chất lƣợng nƣớc thải sau khi đƣợc xử lý bằng hệ thống xử lý
nƣớc thải của Công ty cho thấy hầu hết các thông số môi trƣờng đều đƣợc xử lý
với hiệu suất khá cao và đều đạt quy chuẩn cho phép quy định ở cột B QCVN
40:2011/BTNMT. Những thông số chƣa đạt là hàm lƣợng đồng cao gấp 3,6 lần;
hàm lƣợng Xyanua là 0,12 mg/l sau xử lý > 0,1 mg/l. Các thông số TDS, độ dẫn
điện, độ muối cũng đã đƣợc xử lý một phần với hiệu suất thấp nhỏ 10% (3,09%;
3,26%; 2,95%); độ đục trong nƣớc thải đƣợc xử lý tốt với hiệu suất 97,6%.
- Qua thử nghiệm cho thấy: đối với nƣớc thải của Công ty TNHH Dae
Myung Việt Nam sử dụng Ca(OH)2 0,025M để xử lý tốt hơn khi sử dụng NaOH
iii
1M. Chi phí Ca(OH)2 để xử lý 370m3 nƣớc thải (lƣu lƣợng nƣớc thải trong một
ngày đêm) đạt loại A – QCVN 40:2011/BTNMT là 101.269VNĐ.
- Phƣơng pháp keo tụ tủa bông bằng chất keo tụ PAC: mức tối ƣu của
phƣơng pháp là sử dụng PAC với hàm lƣợng PAC trong 1 lít nƣớc thải là
300g/m3 ở mức xử lý này tất cả các thông số môi trƣờng đều đều đạt quy chuẩn
dƣới ngƣỡng giới hạn cho phép của quy chuẩn cột B QCVN 40:2011/BTNMT.
- Trong 3 phƣơng pháp thí nghiệm và phƣơng pháp xử lý của nhà máy
cho thấy phƣơng pháp hóa học sử dụng Ca(OH)2 0,025M là phƣơng pháp tối ƣu
nhất về cả mặt hiệu quả xử lý nƣớc thải và chi phí xử lý.
- Khóa luận đã đề xuất ra mơ hình xử lý nƣớc thải sản xuất bảng mạch
điện tử dựa trên cơ sở phƣơng pháp hóa học sử dụng Ca(OH)2 0,025M.
iv
MỤC LỤC
Trang
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................ i
MỤC LỤC ............................................................................................................. v
DANH MỤC CÁC BẢNG................................................................................. viii
DANH MỤC CÁC HÌNH .................................................................................... ix
ĐẶT VẤN ĐỀ ....................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU....................................... 3
1.1. Tổng quan về ngành công nghiệp điện tử ở Việt Nam ................................. 3
1.2. Đặc tính và ảnh hƣởng của nƣớc thải sản xuất bảng mạch điện tử ............... 4
1.2.1. Đặc tính của nƣớc thải sản xuất bảng mạch điện tử .................................. 4
1.2.2. Ảnh hƣởng của nƣớc thải sản xuất bảng mạch điện tử đến môi trƣờng và
sức khỏe con ngƣời. .............................................................................................. 5
1.3. Một số phƣơng pháp xử lý nƣớc thải sản xuất bảng mạch điện tử ................... 8
1.3.1. Phƣơng pháp điện hóa ................................................................................. 9
1.3.2. Phƣơng pháp keo tụ tủa bơng .................................................................... 10
1.3.3. Phƣơng pháp sinh học ............................................................................... 13
1.3.4. Phƣơng pháp hấp phụ ................................................................................ 14
1.3.5. Phƣơng pháp kết tủa hóa học .................................................................... 15
1.4. Tổng quan về Công ty TNHH Dae Myung .................................................. 16
CHƢƠNG 2 MỤC TIÊU - ĐỐI TƢỢNG – NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU .................................................................................................... 17
2.1. Mục tiêu nghiên cứu ..................................................................................... 17
2.1.1. Mục tiêu tổng quát..................................................................................... 17
2.1.2. Mục tiêu cụ thể: ......................................................................................... 17
2.2. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ................................................................ 17
2.2.1. Đối tƣợng nghiên cứu................................................................................ 17
2.2.2. Phạm vi nghiên cứu ................................................................................... 17
2.3. Nội dung nghiên cứu .................................................................................... 18
v
2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu .............................................................................. 18
2.4.1. Phƣơng pháp thu thập và kế thừ tài liệu.................................................... 18
2.4.2. Phƣơng pháp điều tra và khảo sát thực địa ............................................... 19
2.4.3. Phƣơng pháp lấy mẫu, bảo quản và vận chuyển mẫu ............................... 19
2.4.4. Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm.................................................................. 20
2.4.5. Phƣơng pháp phân tích các thơng số trong phịng thí nghiệm .................. 24
2.4.6. Phƣơng pháp xử lý và đánh giá kết quả phân tích .................................... 31
CHƢƠNG 3 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN - KINH TẾ - XÃ HỘI KHU VỰC
NGHIÊN CỨU..................................................................................................... 33
3.1. Điều kiện tự nhiên ........................................................................................ 33
3.1.1. Vị trí địa lý ................................................................................................ 33
3.1.2. Điều kiện về địa chất ................................................................................. 33
3.1.3. Điều kiện về khí tƣợng, thủy văn .............................................................. 33
3.2. Điều kiện kinh tế - xã hội ............................................................................. 34
3.2.1. Điều kiện kinh tế ....................................................................................... 34
3.2.2. Điều kiện văn hóa – xã hội........................................................................ 35
3.3. Điều kiện tự nhiên – kinh tế – xã hội đối với Công ty TNHH Dae Myung
Việt Nam – Long Châu – Yên Phong – Bắc Ninh .............................................. 38
CHƢƠNG 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ............................................................ 39
4.1. Quy trình cơng nghệ sản xuất của Công ty TNHH Dae Myung Việt Nam tại
xã Long Châu – Yên Phong Bắc Ninh ................................................................ 39
4.1.1. Sơ đồ quy trình sản xuất của Cơng ty TNHH Dae Myung ....................... 39
4.1.2. Thuyết minh quy trình cơng nghệ .......................................................... 39
4.2. Hiệu quả xử lý nƣớc thải của Công ty TNHH Dae Myung Việt Nam ........ 42
4.2.1. Quy trình xử lý nƣớc thải của Công ty TNHH Dae Myung Việt Nam ... 42
4.2.2. Chất lƣợng nƣớc thải sản xuất bảng mạch điện tử trƣớc và sau xử lý của
Công ty TNHH Dae Myung Việt Nam .............................................................. 45
4.3. Hiệu quả xử lý nƣớc thải xi mạ sản xuất bảng mạch điện tử bằng một số
phƣơng pháp nghiên cứu thử nghiệm.................................................................. 49
vi
4.3.1. Hiệu quả xử lý nƣớc thải sản xuất bảng mạch điện tử bằng phƣơng pháp
hóa học ............................................................................................................... 49
4.3.2. Hiệu quả xử lý nƣớc thải xuất bảng mạch điện tử bằng chất keo tụ PAC........... 64
4.3.3. So sánh hiệu quả xử lý nƣớc thải sản xuất bảng mạch điện tử của Công ty
TNHH Dae Muyng Việt Nam – Long Châu – Yên Phong – Bắc Ninh bằng các
phƣơng pháp nghiên cứu thử nghiệm với phƣơng pháp xử lý tại Công ty ........ 69
4.4. Đề xuất phƣơng pháp xử lý nƣớc thải sản xuất bảng mạch điện tử của Công
ty TNHH Dae Myung .......................................................................................... 70
KẾT LUẬN – TỒN TẠI – KIẾN NGHỊ ............................................................ 74
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ BIỂU
vii
DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 4.1. Chất lƣợng nƣớc thải sản xuất bảng mạch điện tử sau khi đã xử lý bằng hệ
thống xử lý của Công ty TNHH Dae Myung Việt Nam ..............................................46
Bảng 4.2. Kết quả phân tích mẫu nƣớc thải sản xuất bảng mạch điện tử sau khi xử lý
bằng hóa chất Natri hydroxit (NaOH) ở các bậc pH khác nhau ....................................50
Bảng 4.3. Hiệu quả xử lý nƣớc thải sản xuất bảng mạch điện tử bằng hóa chất Natri
hydroxit (NaOH)............................................................................................................51
Bảng 4.4. Kết quả phân tích mẫu nƣớc thải xuất bảng mạch điện tử sau khi xử lý bằng
hóa chất Canxi hydroxit (Ca(OH)2) ở các bậc pH khác nhau .......................................54
Bảng 4.5. Hiệu quả xử lý nƣớc thải xuất bản mạch điện tử bằng hóa chất Canxi
hydroxit (Ca(OH)2) ở các bậc pH khác nhau ................................................................ 55
Bảng 4.6. Kết quả phân tích mẫu nƣớc thải xuất bảng mạch điện tử sau khi xử lý bằng
chất keo tụ PAC .............................................................................................................65
viii
DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 2.1 : Thiết bị tách hidro Xyanua ................................................................ 28
Hình 4.1. Quy trình sản xuất kèm dịng thải của Công ty TNHH Dae Myng tại
xã Long Châu ...................................................................................................... 40
Hình 4.2. Quy trình xử lý nƣớc thải của Cơng ty TNHH Dae Myung tại xã Long
Châu ..................................................................................................................... 43
Hình 4.3. Hiệu suất xử lý nƣớc thải bằng hệ thống xử lý của cơng ty TNHH Dae
Myung ................................................................................................................. 46
Hình 4.4. Hiệu suất xử lý nƣớc thải bằng phƣơng pháp hóa học sử dụng hóa
chất NaOH ........................................................................................................... 51
Hình 4.5. Hiệu suất xử lý nƣớc thải bằng phƣơng pháp sử sụng hóa chất
Ca(OH)2 ............................................................................................................... 55
Hình 4.6. Hàm lƣợng TSS sau khi xử lý bằng các phƣơng pháp xử lý .............. 58
Hình 4.7. Hiệu suất xử lý TSS của các phƣơng pháp ......................................... 58
Hình 4.8. Hàm lƣợng COD sau khi xử lý bằng các phƣơng pháp ...................... 59
Hình 4.9. Hiệu suất xử lý COD của các phƣơng pháp ........................................ 59
Hình 4.10. Hàm lƣợng đồng sau khi xử lý bằng các phƣơng pháp .................... 60
Hình 4.11. Hiệu suất xử lý đồng của các phƣơng pháp ...................................... 60
Hình 4.12. Hàm lƣợng Clo sau khi xử lý bằng các phƣơng pháp ....................... 61
Hình 4.13. Hiệu suất xử lý Clo của các phƣơng pháp ........................................ 61
Hình 4.14. Hàm lƣợng Xyanua sau khi xử lý bằng các phƣơng pháp ................ 62
Hình 4.15. Hiệu suất xử lý Xyanua của các phƣơng pháp .................................. 62
Hình 4.16. Hiệu suất xử lý nƣớc thải bằng phƣơng pháp keo tụ tạo bông bằng
chất keo tụ PAC................................................................................................... 66
Hình 4.17. Quy trình hệ thống xử lý nƣớc thải đề xuất cho Công ty TNHH Dae
Myung tại xã Long Châu..................................................................................... 71
ix
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
BTNMT : Bộ tài nguyên môi trƣờng
CCL
: Copper Clad Laminate
CNC
: Computer Numerical Control
ĐC
: Mẫu đối chứng
HSXL
: Hiệu suất xử lý
QCVN
: Quy chuẩn Việt Nam
x
ĐẶT VẤN ĐỀ
Đất nƣớc ta đang trên đà phát triển thực hiện chính sách cơng nghiệp
hóa hiện đại hóa đất nƣớc, hội nhập thƣơng mại,…Cùng với sự phát triển đó
hàng ngàn nhà máy, xí nghiệp, khu cơng nghiệp mọc lên nhƣ nấm bằng vốn
đầu tƣ cả trong nƣớc và nƣớc ngồi với cơng nghệ sản xuất hiện đại đáp ứng
nhu cầu trong nƣớc và xuất khẩu, góp phần tăng trƣởng kinh tế, tạo công ăn
việc làm cho ngƣời lao động. Tuy nhiên kéo theo đó là vấn đề chất thải từ các
hoạt động trên gây ô nhiễm môi trƣờng nghiêm trọng. Đây là vấn đề của toàn
nhân loại. Bất kỳ một hoạt động sản xuất, thƣơng mại, dịch vụ, tiêu dùng của
của con ngƣời đều tạo ra chất thải. Một trong những chức năng của môi
trƣờng là chứa đựng và đồng hóa chất thải nhƣng nếu chất thải vƣợt quá khả
năng tự đồng hóa của mơi trƣờng sẽ gây ơ nhiễm mơi trƣờng và hậu quả cũng
chính con ngƣời phải gánh chịu.
Nguồn gây ô nhiễm môi trƣờng chủ yếu hiện nay là do các hoạt động
sản xuất công nghiệp, một trong những ngành công nghiệp tạo ra chất thải
độc hại, gây ô nhiễm môi trƣờng lớn là ngành công nghiệp sản xuất điện tử
nói chung và sản xuất bảng mạch điện tử nói riêng. Những năm gần đây với
chủ trƣơng mở cửa hội nhập, một số nƣớc nhƣ Hàn Quốc, Nhật Bản đã đầu tƣ
xây dựng các khu công nghiệp chuyên sản xuất các mặt hàng điện tử, linh
kiện điện tử tại Việt Nam. Đây là một trong những ngành tiềm năng và trở
thành ngành then chốt của một số địa phƣơng. Ngành công nghiệp này gây ô
nhiễm môi trƣờng nƣớc trầm trọng với đặc điểm nƣớc thải chứa nhiều chất
độc hại nguy hiểm nhƣ hàm lƣợng kim loại nặng cao, chất Xyanua, Clo,…
đƣợc quy định nghiêm ngặt về giới hạn hàm lƣợng trong môi trƣờng. Nếu
chất thải này xả trực tiếp ra ngồi mơi trƣờng sẽ gây hậu quả nghiêm trọng:
suy giảm hệ sinh thái, ảnh hƣởng trực tiếp đến sức khỏe cho con ngƣời và
sinh vật.
1
Chính vì vậy tơi đã thực hiện đề tài: “ Nghiên cứu xử lý nƣớc thải Công ty
TNHH Dae Myung Việt Nam tại xã Long Châu – Yên Phong – Bắc Ninh”. Kết
quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở khoa học và thực tiễn để đề xuất phƣơng pháp
xử lý nƣớc thải cho Công ty TNHH Dae Myung Việt Nam tại xã Long Châu –
Yên Phong – Bắc Ninh phù hợp cũng nhƣ đóng góp thêm phƣơng pháp xử lý
nƣớc thải cho ngành công nghiệp sản xuất bảng mạch điện tử.
2
CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Tổng quan về ngành công nghiệp điện tử ở Việt Nam
[14,15,16,17,18,19]
Việt Nam đang là điểm đến hấp dẫn của dòng vốn FDI trong ngành
công nghiệp điện tử. Đến nay, lĩnh vực này đã thu hút hơn 10 tỷ USD vốn
FDI với các tên tuổi lớn: Samsung, Foxconn, LG, Panasonic, Intel. Theo
Tổng cục Thống kê, từ năm 2013 đến nay, tỷ trọng xuất khẩu ngành điện tử
ln chiếm vị trí dẫn đầu trong các ngành xuất khẩu của Việt Nam. Tổng giá
trị xuất khẩu hàng năm đã vƣợt ngƣỡng 30 tỷ USD. Thống kê mới nhất, trong
8 tháng đầu năm 2015, chỉ riêng mặt hàng điện thoại các loại và linh kiện,
tổng trị giá xuất khẩu đã vọt lên 20,18 tỷ USD, tăng 32,6% so với cùng kỳ
năm 2014, đóng góp gần 5 tỷ USD trong 9 tỷ USD của tăng trƣởng xuất khẩu.
Đây cũng là ngành hàng dẫn đầu về kim ngạch xuất khẩu. Mặt hàng máy vi
tính, sản phẩm điện tử và linh kiện cũng đạt trị giá xuất khẩu 8 tháng đầu năm
9,99 tỷ USD, tăng 53,5% so với cùng kỳ năm trƣớc. Ƣớc tính, tỷ trọng xuất
khẩu ngành cơng nghiệp điện tử sẽ đạt 40 tỷ USD vào năm 2017.
Hiện nay, ở Việt Nam các doanh nghiệp FDI chỉ chiếm khoảng 1/3
trong tổng số doanh nghiệp điện tử Việt Nam nhƣng lại sở hữu nhiều công
nghệ cao, chiếm trên 80% thị trƣờng trong nƣớc và trên 90% kim ngạch xuất
khẩu. Riêng Samsung đã đạt tỷ lệ xuất khẩu trên dƣới 20 tỷ USD/năm. Với
tốc độ đầu tƣ hiện nay, dự kiến trong tƣơng lai, kim ngạch xuất khẩu của
Samsung vƣợt ngƣỡng 30 tỷ USD/năm. Còn lại là Nokia, Sony, Canon, LG
cũng đang đầu tƣ lớn vào Việt Nam. Trong khi đó, ngành cơng nghiệp điện tử
Việt Nam chiếm tỷ lệ rất nhỏ, lại chỉ hƣởng giá trị gia tăng rất thấp vì phải
nhập khẩu hầu hết nguyên liệu và lắp ráp. Không thể trực tiếp sản xuất, các
doanh nghiệp Việt Nam cũng không đủ khả năng tham gia vào chuỗi cung
ứng toàn cầu của các thƣơng hiệu điện tử lớn đang có nhà máy tại Việt Nam.
3
Vừa qua Samsung cho biết, trong số 90 doanh nghiệp vệ tinh đang cung cấp
linh kiện, phụ kiện, tỷ lệ doanh nghiệp Việt Nam cung cấp cho Samsung chỉ
dƣới 10%, đặc biệt lại chủ yếu cung ứng in ấn và bao bì, phần hƣởng giá trị
gia tăng thấp nhất, khơng tiếp thu đƣợc cơng nghệ cao, khơng có sức lan tỏa
tới nền kinh tế.
1.2. Đặc tính và ảnh hƣởng của nƣớc thải sản xuất bảng mạch điện tử
1.2.1. Đặc tính của nước thải sản xuất bảng mạch điện tử [11]
Để đƣa ra đặc tính của nƣớc thải sản xuất bảng mạch điện tử khóa luận
đã tìm hiểu đặc điểm quy trình hệ thống sản xuất bảng mạch điện tử nhận thấy
nƣớc thải của ngành sản xuất bảng mạch điện tử chủ yếu là nƣớc thải từ quá
trình mạ xuyên lớp nên nƣớc thải của ngành sản xuất bảng mạch điện tử mang
tính chất của nƣớc thải ngành cơng nghiệp xi mạ. Nƣớc thải từ q trình xi mạ
có thành phần đa dạng về nồng độ và pH biến đổi rất rộng từ rất axit 2 – 3 đến
rất kiềm 10 -11 nhƣng do dòng thải của một số khâu khác trong quy trình sản
xuất mang tính axit nên giá trị pH của nƣớc thải ra khỏi hệ thống sản xuất
mang tính chất axit. Đặc trƣng của nƣớc thải này chứa hàm lƣợng cao các loại
muối vô cơ và kim loại nặng. Đối với sản xuất bảng mạch điện tử tại Công ty
Dae Myung là mạ đồng và mạ vàng nên nguồn nƣớc ô nhiễm kim loại đồng
và chứa các độc tố nhƣ Xyanua, Clo, axit,…. Các chất hữu cơ ít có trong nƣớc
thải sản xuất bảng mạch điện tử phần chủ yếu là các chất hoạt động bề mặt,
chất tạo bông,…nên hàm lƣợng BOD và COD thƣờng thấp và không thuộc
đối tƣợng phải xử lý. Đối tƣợng cần xử lý chính là các ion vơ cơ: Cl-, CN-,…
và đặc biệt là các muối kim loại nặng nhƣ Cu, Fe, Ni Cr,…cụ thể trong trƣờng
hợp này là muối kim loại đồng.
Chất gây ô nhiễm nƣớc thải sản xuất bảng mạch điện tử có thể chia làm
các nhóm sau:
- Chất ơ nhiễm gây độc : CN-, Cl-,…
- Chất ô nhiễm làm thay đổi pH là axit và kiềm
- Chất ơ nhiễm hình thành cặn lơ lửng: hydroxit, cacbonat và photphat.
- Chất ô nhiễm hữu cơ: dầu mỡ, EDTA,…
4
1.2.2. Ảnh hưởng của nước thải sản xuất bảng mạch điện tử đến môi
trường và sức khỏe con người.
a. Ảnh hưởng đến môi trường [11]
- Là độc chất đối với động, thực vật nƣớc.
- Tiêu diệt các sinh vật phù du, gây bệnh cho các sinh vật và biến đổi
các tính chất lý hóa của nƣớc, tạo ra sự tích tụ sinh học đáng lo ngại theo
chuỗi thức ăn. Nhiều cơng trình nghiên cứu đã chỉ ra rằng với nồng độ đủ lớn
sinh vật có thể bị chết hoặc thối hóa, với nồng độ nhỏ có thể gây ngộ độc
mãn tính hoặc tích tụ sinh học ảnh hƣởng đến sự sống của sinh vật lâu dài. Ví
dụ: Nồng độ Xyanua tự do trong nƣớc 5,0 – 7,2 microgram trên 1lít giảm hiệu
suất bơi và ức chế sinh sản ở nhiều loài cá,…
- Ảnh hƣởng đến đƣờng ống dẫn nƣớc, gây ăn mòn, xâm thực hệ thống
cống rãnh.
- Ảnh hƣởng đến chất lƣợng cây trồng, vật nuôi, canh tác nông nghiệp,
làm thối hóa đất.
b. Ảnh hưởng đến con người
Sản xuất bảng mạch điện tử mang tính chất của nƣớc thải ngành xi mạ
nên có thể khẳng định nƣớc thải có mật độ gây ơ nhiễm mơi trƣờng cao bởi
hơi hóa chất, chứa nhiều kim loại nặng, chất độc ảnh hƣởng đến sức khỏe con
ngƣời gây nên nhiều căn bệnh khó chữa, nguy hiểm đến tính mạng. Nƣớc thải
này nếu khơng đƣợc xử lý qua thời gian tích tụ và bằng con đƣờng trực tiếp
hay gián tiếp chúng sẽ tồn đọng trong cơ thể con ngƣời và gây các bệnh
nghiêm trọng nhƣ: viêm loét dạ dày, viêm đƣờng hô hấp, ung thƣ, dị tật ở đời
sau, các bệnh về não,…
Trong khuôn khổ của khóa luận chỉ chú trọng vào tính chất gây ô
nhiễm môi trƣờng của nƣớc thải sản xuất bảng mạch điện tử do Đồng, Clo và
Xyanua.
5
Độc tính của Đồng [2, 5, 10]
Đồng là nguyên tố vi lƣợng cần thiết cho con ngƣời, các loài động vật
và thực vật bậc cao. Đồng đƣợc tìm thấy trong một số loại enzym và đƣợc vận
chuyển chủ yếu trong máu bởi protein trong huyết tƣơng, đồng đƣợc hấp thụ
trong ruột non và đƣợc vận chuyển tới gan bằng liên kết với albumin. Một
loại bệnh đƣợc gọi là Wilson sinh ra trong cơ thể khi đồng bị giữ lại mà
không tiết ra bởi gan vào mật, căn bệnh này nếu khơng đƣợc điều trị có thể
dẫn tới những tổn thƣơng về não và gan. Nhƣng với nồng độ hợp lý khơng có
mối lo ngại nào cho sức khỏe và khơng có khả năng phân chia nhƣ các chất
gây ung thƣ. Ở nồng độ cao nó có thể gây viêm đƣờng hơ hấp và ruột. Ở nồng
độ rất cao nó có thể làm tổn thƣơng gan và thận.
Mọi hợp chất của đồng là những chất độc. Đồng kim loại ở dạng bột là
một chất dễ cháy, 30g đồng sunphat có khả năng gây chết ngƣời. Giới hạn của
đồng trong nƣớc uống là 1,3ppm. Trong khói là 0,1 mg/m3 và bụi là 1 mg/m3
trong khu vực làm việc 8 giờ/ngày và 40 giờ/tuần.
Độc tính của Xyanua [3, 5, 6, 9, 13]
Xyanua là tên gọi chung của các hợp chất chứa nhóm Xyano có cơng
thức hóa học là C ≡ N, Xyanua rất độc, phản ứng nhanh và có khả năng gây
chết, tính độc của Xyanua phụ thuộc vào chất mà nó liên kết để tạo thành hợp
chất. Có nhiều dạng tồn tại của Xyanua bao gồm : Xyanua ở dạng thể khí nhƣ
axit Xyanhydric (HCN), thể rắn nhƣ Kali Xyanua (KCN). Trong đó , axít
Xyanhydric và các muối Xyanua tan là những chất có độc tính cao. LC50 đối
với ngƣời là 100-300 ppm, khi hít phải Xyanhydric trong vịng 10-60 phút sẽ
chết. Nếu thƣờng xuyên bị nhiễm một lƣợng nhỏ Xyanua có thể gây nên
chứng viêm da, các bệnh về tuyến giáp, mất sự phối hợp giữa các hệ cơ. Tuy
nhiên các muối kim loại của axit Xyanhydric lại có vai trị lớn trong các
ngành cơng nghiệp nhƣ: Cơng nghiệp mạ vàng, bạc, đồng; công nghiệp sản
xuất thuốc trừ sâu,…
6
Có thể nói Xyanua là một loại hợp chất cực độc nhƣng nó lại đƣợc sử
dụng phổ biến trong sản xuất vì vậy nếu khơng có những quy định chặt chẽ và
mang tính khả thi trong các khâu sản xuất, xuất – nhập khẩu, bảo quản và
kiểm sốt ơ nhiễm thì Xyanua sẽ gây tác hại lớn cho mơi trƣờng và sức khỏe
con ngƣời.
- Axit Xyanhydric tác dụng lên quá trình hơ hấp tế bào bằng cách làm tê
liệt các men sắt của xyto erom oxydaza hoặc men đỏ vacbua (Warburg) do thiếu
oxy nên máu trong tĩnh mạch có màu đỏ thẫm và có những triệu chứng ngạt.
- Axit Xyanhydric gây độc nhanh qua đƣờng hô hấp với liều lƣợng 0,3
mg/kg trọng lƣợng cơ thể đã có thể gây chết ngay. Nồng độ từ 0,12 – 0,15
mg/l gây chết từ 30 phút đến 1 giờ. Axit Xyanhydric có thể thâm nhập vào cơ
thể rồi gây ngộ độc bằng cách thấm qua các vết thƣơng ngoài da. Nồng độ
cho phép tiếp xúc nhiều lần trong khơng khí là 10 ml/m3 hoặc 11 ml/m3
khơng khí ở 200C.
- Qua đƣờng tiêu hóa liều lƣợng gây tử vong là 1mg/kg trọng lƣợng cơ
thể đối với các muối KCN, NaCN.
- Có 3 cấp độ ngộ độc của Xyanua:
Ngộ độc cấp tính: Xảy ra khi hít phải hay uống liều cao HCN. Ngộ độc
xảy ra rất nhanh chóng, các trung tâm hành tủy bị tê liệt, ngƣời bị nạn bất
tỉnh, co giật và các cơ bị cứng. Sự hô hấp bị ngắt quãng và dừng lại, tim đập
rất nhanh và không đều nạn nhân chết sau 1 – 2 phút.
Ngộ độc bán cấp: Các hiện tƣợng thƣờng gặp là chóng mặt, buồn nơn,
đau đầu, các niêm mạc hơ hấp bị kích thích. Nạn nhân sợ hãi, lo lắng nhƣng
vẫn cịn sáng suốt sau đó xuất hiện rối loạn thần kinh, co giật, dãn đồng tử,
cứng hàm, hiện tƣợng ngạt bắt đầu và nạn nhân chết sau 20 phút. Nếu cấp cứu
kịp thời nạn nhận không chết nhƣng tổn thƣơng tim, tê liệt bộ phận.
Ngộ độc mãn tính: Xảy ra đối với những ngƣời làm việc thƣờng xun
ở nơi có khí HCN bốc lên. Các hiện tƣợng rõ rệt là đau đầu, chóng mặt, nơn
và mệt mỏi.
7
Độc tính của Clo [2, 5, 13]
Clo là chất dùng trong khử trùng nƣớc nhƣng hàm lƣợng Clo trong
nƣớc lớn có thể gây hại cho thai nhi.
Các nhà khoa học thuộc Đại học Boston (Mỹ) năm 2014 yêu cầu chính
phủ xem xét để loại bỏ clo (đang đƣợc dùng rộng rãi trong sản xuất nƣớc và
thực phẩm giải khát) khỏi danh mục chất khử trùng. Họ cho biết, phụ nữ uống
nƣớc chứa chất này dễ bị sẩy thai và nếu sinh con thì tỷ lệ dị tật ở trẻ sơ sinh
là rất lớn. Ở những phụ nữ sống tại khu vực nơng nghiệp có sử dụng clo trong
sản xuất và nƣớc sinh hoạt, nguy cơ trên cao gấp đôi so với phụ nữ sống ở
thành thị. Đó là do clo có thể kết hợp với các thành phần khác, tạo nên một
liên kết hữu cơ hết sức độc hại là chloroform.
Còn theo nghiên cứu của Đại học Birmingham (Anh) cơng bố trên tạp
chí Environmental Health năm 2014: Thai phụ sống ở những vùng có nguồn
nƣớc máy đƣợc khử trùng bằng clo lại tăng gấp đôi nguy cơ sinh con bị bệnh
tim mạch, hở hàm ếch hoặc bại não về sau. Và còn nhiều tác dụng phụ khác
tới sức khỏe con ngƣời…
Nghiên cứu phát hiện trihalomethane (THM – các hóa chất nguy hiểm
tạo ra từ phản ứng giữa clo và các chất tự nhiên có trong nƣớc) có thể đƣợc
thai phụ hấp thu qua da, ngấm vào bào thai qua nƣớc uống, nƣớc tắm gội,
thậm chí cả khi thai phụ đứng gần luồng hơi nƣớc đang sôi cũng làm tăng
nguy cơ nhiễm độc. Một nghiên cứu khác về mối liên quan giữa nƣớc chứa
clo và nguy cơ gia tăng chết non, sẩy thai, dị tật thai nhi và ung thƣ bàng
quang tiến hành với 400.000 trẻ tại Đài Loan cũng cho thấy: Tỷ lệ trẻ bị
khuyết tật khi sinh do mức THM trong nƣớc uống khác nhau giữa các vùng.
Đa số trẻ sống ở những vùng có mức THM trong nƣớc trên 20µg/lít bị tăng từ
50% đến gấp đơi nguy cơ bệnh tim mạch, hở hàm ếch và thiểu năng.
1
.3M
ộ
tsốp
ư
h
ơ
n
g
p
há
xử
lýn
ư
ớ
cthả
isnxuấ
tbả
n
g
m
ạ
hđ
c
iệ
ntử
3
[,6
]
Dựa vào đặc tính của nƣớc thải sản xuất bảng mạch điện tử chủ yếu là
nƣớc thải xi mạ nên phƣơng pháp xử lý nƣớc thải sản xuất bảng mạch điện tử
8
dựa vào phƣơng pháp xử lý nƣớc thải ngành xi mạ. Nƣớc thải ngành xi mạ
chủ yếu là chứa hàm lƣợng kim loại nặng cao ảnh hƣởng rất lớn đến mơi
trƣờng đặc biệt là sức khỏe con ngƣời do đó trƣớc khi đƣa ra ngồi mơi
trƣờng nguồn nƣớc thải này cần đƣợc xử lý bằng các biện pháp thích hợp để
khơng gây ảnh hƣởng đến mơi trƣờng. Hiện có rất nhiều phƣơng pháp xử lý
nƣớc thải ngành xi mạ nhƣ : phƣơng pháp điện hóa, phƣơng pháp kết tủa,
phƣơng pháp sinh học, phƣơng pháp hấp phụ, phƣơng pháp keo tụ. Chọn
phƣơng pháp nào cũng phải đảm bảo chất lƣợng môi trƣờng theo QCVN
40:2011/BTNMT.
1.3.1. Phương pháp điện hóa
Dựa trên cơ sở của q trình oxy hóa khử để tách kim loại trên các điện
cực nhúng trong nƣớc thải chứa kim loại nặng khi cho dòng điện một chiều
chạy qua. Ứng dụng sự chênh lệch điện thế giữa hai điện cực kéo dài và bình
điện phân để tạo một dịng điện định hƣớng. Các cation chuyển dịch về phía
ca tốt, anion chuyển vầ phía anot. Khi điện áp đủ lớn sẽ xảy ra phản ứng ở hai
điện cực nhƣ sau:
+ Ở anot: Trên anot xảy ra q trình oxy hóa anion hoặc OH- hoặc chất
làm anot. Quá trình này xảy ra nhƣ sau: Mr – ne = Mn+
+ Ở catot: khi cho dịng điện đi qua dung dịch thì cation và H+ sẽ tiến
về mặt catot. Khi thế phóng điện của cation lớn hơn H+ thì cation sẽ thu
electron của catot chuyển thành các ion ít độc hơn hoặc tạo thành kim loại
bám vào điện cực. Phản ứng xảy ra nhƣ sau:
me =
(n>m)
ne = Mr
Phƣơng pháp này cho phép tách các ion kim loại ra khỏi nƣớc mà khơng
cần thêm hóa chất tuy nhiên khơng thích hợp cho nƣớc thải có nồng độ cao.
9
1.3.2. Phương pháp keo tụ tủa bông
1.3.2.1. Cơ chế của quá trình keo tụ
Keo tụ là tập hợp các chất rắn gây đục dạng keo (cặn lơ lửng, chất
huyền phù) có kích thƣớc nhỏ (cỡ μm) khó lắng thành các tập hợp có kích
thƣớc dễ lắng.
Hạt keo là những phần tử nhỏ có kích cỡ từ 10-6 đến 10-3 mm, khơng có
khả năng lắng bởi trọng lực vì hạt keo có diện tích bề mặt lớn nên có xu
hƣớng hấp phụ các chất nhƣ các phân tử nƣớc và ion cho nên các hạt keo sẽ
lớn dần hay có thể tích điện với mơi trƣờng nƣớc xung quanh.
Các hạt chất rắn gây đục tích điện trong mơi trƣờng nƣớc do nhiều
nguyên nhân. Dấu điện tích bề mặt của chúng phụ thuộc vào pH của môi
trƣờng : trên điểm đẳng điện bề mặt tích điện âm, dƣới điểm đẳng tích điện
dƣơng. Trong môi trƣờng nƣớc tự nhiên, khoảng pH thƣờng gặp là từ 5-9, các
chất gây đục có thành phần hóa học chủ yếu là vô cơ nên phần lớn chúng tích
điện âm. Trong khi chuyển động, các phần tử tích điện âm va chạm lẫn nhau,
nếu động năng của chúng thắng đƣợc lực đẩy chúng có thể tạo thành các hạt
lớn hơn và lắng đƣợc. Tuy nhiên phần lắng đƣợc do cơ chế trên chiếm tỷ lệ
thấp. Muốn chúng lắng đƣợc trƣớc hết cần khử điện tích bề mặt để chúng
không đẩy nhau và tạo điều kiện cho chúng tạo thành tập hợp lớn. Để khử điện
tích bề mặt ngƣời ta dùng chất keo tụ chủ yếu là muối nhôm, muối sắt và trong
một số trƣờng hợp có thể dùng polyme tích điện dƣơng. Sau khi khử điện tích
(khử tính bền) chúng có thể co cụm lại nhờ chế độ thủy động (khuấy) hợp lý
hoặc có thể đƣa vào chất trợ keo tụ để làm tăng quá trình co cụm.
Quá trình co cụm xảy ra theo 3 cơ chế:
- Hấp phụ và trung hịa điện tích: Khi có đƣợc mơi trƣờng pH phù hợp
cho quá trình hấp phụ của các cấu tử nhôm trên bề mặt chất gây đục hiện
tƣợng keo tụ xảy ra. Quá trình hấp phụ xảy ra trong một hệ có độ phân tán cao
nên tốc độ hấp phụ rất lớn. Nếu hệ đƣợc khuấy trộn tốt, thời gian đạt tới cân
bằng chỉ tính bằng phút.
10
- Cơ chế lôi cuốn, quét: Bản thân chất keo tụ muối nhơm tự nó đã có
thể kết tủa và lắng. Khi nồng độ chất huyền phù thấp các chất gây đục khó tạo
thành tập hợp để lắng. Nên để kết tủa hết hệ đó cần thêm một lƣợng chất keo
tụ. Nồng độ chất keo tụ cao đạt mức siêu bão hịa thì sẽ tự nó kết tủa và lắng,
trong q trình đó tự nó sẽ cuốn theo các hạt đục và lắng.
- Cơ chế hấp phụ và tạo cầu liên kết giữa các hạt keo: Sau khi hạt
huyền phù đƣợc khử điện tích bề mặt, chúng có thể co cụm lại tạo thành các
tập hợp lớn hơn. Quá trình này diễn ra chậm, để thúc đẩy ngƣời ta bổ sung
thêm polyme trợ keo tụ vào hệ, các polyme sẽ bị hấp phụ trên bề mặt chất gây
đục theo kiểu mỏ neo tức là một phân tử polyme có thể bị hấp phụ trên nhiều
hạt gây đục – chúng đóng vai trò chiếc cầu nối của các chất gây đục, kéo
chúng lại với nhau tạo thành cụm lớn. Tốc độ này xảy ra nhanh chỉ khoảng
vài phút.
1.3.2.2.Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình keo tụ
- Liều lƣợng chất gây keo tụ: Q trình keo tụ khơng phải một phản
ứng hóa học thơng thƣờng nên lƣợng chất keo tụ cho vào khơng thể dựa vào
tính tốn thơng thƣờng để xác định. Tùy vào loại nƣớc thải khác nhau và hàm
lƣợng chất keo tụ mà phải tiến hành thực nghiệm để xác định.
- Độ pH: pH là yếu tố cực kì quan trọng đối với q trình keo tụ. Thơng
thƣờng ở pH mức thấp các chất hữu cơ mang điện tích âm và pH cao chúng
mang điện tích dƣơng. Tốc độ đông tụ của dung dịch keo và điện thế của nó
có quan hệ. Trị số điện thế càng nhỏ, lực đẩy giữa các hạt keo càng yếu vì vậy
tốc độ đơng tụ của nó càng nhanh. Khi điện thế bằng không nghĩa là đạt đến
điểm đẳng điện tốc độ đông tụ lớn nhất. Dung dịch keo hình thành từ hợp chất
lƣỡng tính, trị số điện thế của nó và điểm đẳng điện chủ yếu quyết định bởi trị
số pH của nƣớc. Vì vậy để đạt đƣơc hiệu quả keo tụ cao nhất thì phải chọn trị
số pH thích hợp cho từng loại nƣớc thải riêng. Đối với mỗi loại nƣớc thải sẽ
có trị số pH tối ƣu khác nhau và đƣợc xác định nhờ vào kết quả thực nghiệm.
11
- Độ đục ban đầu: Một số loại nƣớc cần keo tụ có độ đục thấp nghĩa là
hàm lƣợng chất lơ lửng thấp, khả năng liên kết với các chất keo tụ thấp cho
nên hiệu quả đông tụ không cao lúc này phải tạo độ đục ban đầu bằng cách
cho thêm các chất trợ keo tụ nhƣ vôi,…
- Hiệu ứng khuấy: Trong quá trình keo tụ một trong những yếu tố quyết
định là tốc độ khuấy trộn đƣợc cung cấp. Q trình keo tụ phải đƣợc đảm bảo
khuấy trộn thích hợp theo từng giai đoạn riêng giúp cho chất keo tụ tiếp xúc
với các hạt keo và các bông keo tiếp xúc với nhau tạo thành các bông lớn
nhằm đạt đến hiệu quả tạo bông là tốt nhất.
- Chất hữu cơ: Một số chất hữu cơ hịa tan gây khó khăn cho quá trình
keo tụ.
- Anion, cation trong nƣớc: Sự có mặt của các ion này trong nƣớc có
khả năng làm giảm tính ổn định của hệ keo tăng khả năng keo tụ của chúng.
- Nhiệt độ keo tụ: Một số chất keo tụ bị ảnh hƣởng bởi nhiệt độ của
nƣớc thải. Ở nhiệt độ quá cao do chuyển động nhiệt các bơng keo tạo thành
khó có khả năng lớn hiệu quả lắng kém đi.
1.3.2.3. Chất keo tụ PAC (Polyaluminium Chloride)
Chất keo tụ PAC (Polyaluminium Chloride)
Công thức phân tử Aln(OH)mCl3n-m]
PAC đƣợc xem là một trong những chất keo tụ thế hệ mới tồn tại dƣới
dạng polyme vô cơ (Poly nhôm clorua) hoặc Polyme Aluminium Chloride
đƣợc viết tắt là PAC. Ngày nay ở các nƣớc tiên tiến ngƣời ta đã sản xuất với
số lƣợng lớn và sử dụng rộng rãi để thay thế phèn nhôm sunfat trong xử lý
nƣớc thải.
PAC trên thị trƣờng tồn tại ở dạng bột khô, màu vàng dễ tan trong
nƣớc, kém tỏa nhiệt, dung dịch trong suốt có tính chất hút ẩm rất cao. PAC là
các polyme tan có chứa Al, O, H, Cl-, SO42-.
Cơng dụng: sử dụng trực tiếp cho quá trình keo tụ dùng trong xử lý
nƣớc và nƣớc thải.
12
Đặc tính kỹ thuật : tỷ trọng 0,9 – 0,95 g/cm3, độ kiềm 58 ± 2%, Al2O3
là 30 ± 1%, pH (dung dịch 10%) từ 4,2 – 4,4,…
+ Ƣu điểm:
- Có nhiều ƣu điểm hơn so với phèn nhơm sunfat và các loại phèn khác
hiệu quả keo tụ và lắng gấp 4 – 5 lần, tan tốt trong nƣớc, ít làm biến động pH,
ít ăn mịn các thiết bị, khơng làm đục nƣớc khi dƣ thừa hoặc thiếu, khả năng
loại bỏ các chất hữu cơ tan và không tan cùng các loại kim loại nặng rất tốt.
- Giảm thể tích bùn
+ Nhƣợc điểm:
- Hạt keo có khả năng tái ổn định nếu không sử dụng PAC hợp lý.
1.3.3. Phương pháp sinh học
Đặc điểm của nƣớc thải xi mạ là chứa hàm lƣợng kim loại nặng lớn
hiện nay có một phƣơng pháp đã đƣợc hƣớng tới và nghiên cứu thử nghiệm là
phƣơng pháp sZinh học. Dựa trên nguyên tắc một số loài thực vật, vi sinh vật
trong nƣớc sử dụng kim loại nặng trong nƣớc nhƣ chất vi lƣợng trong quá
trình phát triển khối nhƣ bèo tây, tảo, cỏ vetiver, cải xoong… Với phƣơng
pháp này nƣớc thải có nồng độ kim loại nặng < 60 mg/l, có đầy đủ các chất
dinh dƣỡng và các nguyên tố vi lƣợng cần thiết cho sự phát triển của các lồi
thực vật có trong nƣớc.
+ Ƣu điểm:
- Giá thành thấp
- Thân thiện với môi trƣờng
- Kết hợp tạo cảnh quan
+ Nhƣợc điểm:
- Diện tích mặt bằng lớn
- Xử lý chậm hơn so với các phƣơng pháp khác
- Sinh khối sau khi hấp thụ kim loại nặng vẫn chƣa có biện pháp xử lý
hợp lý.
13
Hiện nay ngƣời ta thƣờng kết hợp phƣơng pháp keo tụ tạo bông và
phƣơng pháp sinh học để đạt đƣợc hiệu quả xử lý tốt nhất và thân thiện với
môi trƣờng.
1.3.4. Phương pháp hấp phụ
a. Cơ chế của phương pháp
Hấp phụ là q trình hút khí bay hơi hoặc chất hòa tan trong chất thải
lỏng lên bề mặt xốp. Vật liệu có khả năng hấp phụ kim loại nặng nhƣ: Than
hoạt tính, than bùn, vật liệu vơ cơ nhƣ oxit sắt, oxit mangan, tro xỉ, bằng các
vật liệu polymer hóa học hay polymer sinh học.
Cơ chế của quá trình hấp phụ:
Trong hấp phụ thƣờng diễn ra 2 kiểu hấp phụ là hấp phụ vật lý và hấp
phụ hóa học.
+ Hấp phụ vật lý: Là sự tƣơng tác yếu và thuận nghịch nhờ lực hút tĩnh
điện giữa các ion kim loại và các tâm hấp phụ trên bề mặt chất hấp phụ. Các
mối liên kết này yếu do vậy thuận lợi cho quá trình nhả hấp phụ và thu hồi
kim loại q.
+ Hấp phụ hóa học: Là q trình xảy ra các phản ứng tạo liên kết hóa
học giữa ion kim loại nặng và các nhóm chức của tâm hấp phụ, thƣờng là các
ion kim loại nặng phản ứng tạo phức đối với các nhóm chức trong chất hấp
phụ. Mối liên kết này thƣờng rất bền và khó bị phá vỡ.
+ Sau khi thực hiện hấp phụ để xử lý chất độc trong nƣớc nói chung và
kim loại nặng nói riêng thì ngƣời ta thƣờng tiến hành nhả hấp phụ để hoàn
nguyên, tái sinh.
b. Ƣu nhƣợc điểm của phƣơng pháp
- Ƣu điểm:
+ Xử lý hiệu quả kim loại nặng ở nồng độ thấp;
+ Đơn giản, dễ sử dụng;
+ Có thể tận dụng một số vật liệu là chất thải của các ngành khác nhƣ
Fe2O3;
14
+ Có thể nhả hấp phụ để tái sinh vật liệu hấp phụ.
Nhƣợc điểm:
+ Chi phí áp dụng cho xử lý kim loại nặng ở nồng độ thấp;
+ Chi phí xử lý cao.
1.3.5. Phương pháp kết tủa hóa học
Cơ chế của phƣơng pháp:
Phƣơng pháp này dựa trên phản ứng hóa học giữa chất đƣa vào nƣớc
thải với các kim loại cần tách, ở độ pH thích hợp sẽ tạo thành hợp chất kết tủa
và đƣợc tách ra khỏi nƣớc bằng phƣơng pháp lắng.
Phƣơng pháp thƣờng đƣợc dùng là kết tủa kim loại dƣới dạng hydroxit
bằng cách trung hòa đơn giản các chất thải axit. Độ pH kết tủa cực đại của tất
cả các kim loại khơng trùng nhau, ta tìm một vùng pH tối ƣu, giá trị từ 7 –
10,5 tùy theo giá trị cực tiểu cần tìm để loại bỏ kim loại mà khơng gây độc
hại. Phƣơng trình tạo kết tủa.
= MmAn ↓
+
Ví dụ: Sử dụng Ca(OH)2 hoặc NaOH để kết tủa ion
+
trong nƣớc
= Cu(OH)2 ↓
Ƣu nhƣợc điểm của phƣơng pháp:
Ƣu điểm:
+ Đơn giản, dễ sử dụng;
+ Rẻ tiền, nguyên vật liệu dễ kiếm;
+ Xử lý đƣợc cùng lúc nhiều kim loại, hiệu quả xử lý cao;
+ Xử lý đƣợc nƣớc thải đối với các nhà máy có quy mơ lớn;
Nhƣợc điểm:
+ Với nồng độ kim loại cao thì phƣơng pháp này xử lý không triệt để;
+ Tạo ra bùn thải kim loại;
+ Tốn kinh phí nhƣ vận chuyển, chôn lấp khi đƣa bùn thải đi xử lý;
+ Khi sử dụng tác nhân tạo kết tủa là
với nƣớc thải chứa kim loại lƣỡng tính Zn.
15
thì khó điều chỉnh pH đối