Xử lý nước thải của các nhà máy sơn bằng phương pháp điện tuyển nổi

Trong các nhà máy sơn, nước thải bị  nhiễm bẩn hình thành trong quá trình sản xuất sơn, trong quá trình rửa các thiết bị công nghệ, rửa bao bì và nền nhà của phân xưởng sản xuất.

Nước thải của các nhà máy sơn có nhiều các chất gây ô nhiễm với độ phân tán, độ bền nhiệt động học, hoạt tính hóa học khác nhau và có độ độc cao, màu sắc, mùi đặc biệt. Nước thải bị nhiễm bẩn bởi nguyên liệu đầu, sản phẩm phụ và sản phẩm cuối cùng. Trước tiên đó là các chất tạo màng, dung môi, bột màu, các phụ gia biến tính và hóa dẻo.

Thiết bị làm sạch nước thải chứa sơn theo các phương pháp cơ học và hóa học đã tỏ ra không có hiệu quả vì hàm lượng của các tạp chất hữu cơ còn lại sau quá trình xừ lý vẫn còn cao hơn giới hạn cho phép.

Hiệu quả kém của các phương pháp này là do nước thải ở đây là các hệ keo bền vững kết tụ sa lắng, tại đó, các hợp chất hữu cơ có thể tồn tại ở dạng hòa tan, huyền phù hoặc nhũ tương. Các chất nhựa tồn tại dưới dạng các các hạt huyền phù bền vững mà vật liệu lọc không giữ lại được. Các phần tử này được tích điện âm. Sự có mặt của các điện tích cùng dấu sẽ ngăn cản quá trình xích lại gần và keo tụ của chúng. Chính vì điều này mà một trong những giải pháp làm tăng hiệu quả của quá trình làm sạch nước thải là áp dụng quá trình keo tụ bằng các dung dịch điện ly.

Trên cơ sở kết quả nghiên cứu, người ta đã nhận thấy rằng tác nhân có hiệu quả nhất là chất làm đông tụ – keo tụ nhôm silic (ASFC), có thành phần như sau: SiO2 – 25 g/l, Al2O3 – 17g/l, Fe2O3– 0,9 g/l. ASFC nhận được khi xử lý nefelin cô đặc bằng dung dịch axit sunfuric 10%. Tính chất keo tụ của ASFC có được là do sự có mặt của nhôm sunfat và sắt sunfat, còn axit silixic hòa tan sẽ tạo ra các tính chất đông tụ của dung dịch và có tác động độc lập với muối nhôm và chất keo tụ. Đối với các chất lơ lửng và chất ô nhiễm hữu cơ ở dạng nhũ tương trong nước thì ASFC là chất đông tụ có hiệu quả hơn tác dụng riêng biệt của sắt sunfat và nhôm sunfat. Các tính chất này cùng với giá nguyên liệu rẻ và việc sản xuất dễ dàng sẽ tạo cho nó tính ứng dụng đa năng để làm sạch nước thải.

Ở trong nước, ASFC sẽ tạo ra các hạt keo của nhôm hyđroxit và sắt hyđroxit mà trong khoảng pH = 6 – 7 chúng là các hợp chất ít hòa tan và tích điện dương yếu. Do điện tích của chúng trái dấu với điện tích của các phần tử phân tán của chất ô nhiễm nên chúng sẽ trung hòa các phần tử này. Khi đó, hệ sẽ mất đi tính tập hợp và sẽ keo tụ lại.

Cùng với việc sử dụng ASFC, người ta có thể đạt được hiệu quả cao của quá trình làm sạch nước thải của nhà máy sơn khi áp dụng phương pháp điện tuyển nổi.

Nguyên lý của phương pháp điện tuyển nổi là dựa trên sự nổi lên của các phần tử của pha phân tán chất ô nhiễm nhờ các bọt khí hyđro và oxy cực nhỏ, tạo thành trong quá trình điện phân nước. Các bọt khí khi nổi lên sẽ va chạm với các phần tử của chất ô nhiễm phân tán, đưa chúng nổi lên bề mặt của dung dịch và tạo ra một lớp váng bọt bền vững. Trong lớp váng bọt này cũng có một số tạp chất hòa tan được các phần tử ô nhiễm hấp phụ.

Các ưu điểm của phương pháp điện tuyển nổi là:

– Đơn giản trong chế tạo thiết bị và bảo dưỡng;

– Có thể điều chỉnh được mức độ làm sạch phụ thuộc vào trạng thái của pha phân tán bằng cách thay đổi chỉ một thông số, đó là mật độ dòng điện;

– Độ phân tán cao của các bọt khí sẽ tạo ra hiệu quả bám dính của chúng với các tạp chất không hòa tan;

– Có thể lấy ra đồng thời các tạp chất có thành phần pha phân tán khác nhau;

– Quá trình khoáng hóa bổ sung của các hợp chất hữu cơ xảy ra đồng thời với quá trình tẩy độc nước nhờ oxy nguyên tử và clo hoạt tính được tạo ra trên anot.

Nước thải được đưa vào bể trung hòa 1, từ đó được bơm lên thiết bị điện tuyển nổi 6 bằng máy bơm 2. Dung dịch chất keo tụ được đưa vào từ bể chứa 4 bằng máy bơm 3. Trong thiết bị điện tuyển nổi, chất lỏng được bão hòa bởi các bọt khí hình thành trên các điện cực. Các bọt khí sẽ bám vào các phần tử của chất bẩn và kéo chúng lên bề mặt, tạo ra một lớp váng bọt bền vững. Sản phẩm bọt (bùn tuyển nổi) được thu lại bằng thiết bị gom bọt rồi sau đó theo đường ống tự chảy vào bể chứa.

Điểm đặc biệt của sơ đồ công nghệ này là không cần có khoang riêng cho chất keo tụ tạo bông. Dung dịch chất keo tụ được cho trực tiếp vào ngăn 6/1 của thiết bị điện tuyển nổi, trong đó, quá trình thủy phân của nó xảy ra với sự hình thành các phần tử nhôm hyđroxit và sắt hyđroxit. Sự khuấy trộn mạnh của chất lỏng với chất keo tụ xảy ra do sự thoát khí mạnh khi nâng mật độ dòng điện lên cao sẽ tạo ra sự lớn lên của các phần tử bông keo. Trong ngăn 6/2 của thiết bị, nhờ việc lọc dung dịch qua một lớp dày của bọt khí mà quá trình làm sạch được tết hơn.

Hiệu quả của quá trình làm sạch được tăng cường khi trong quá trình điện tuyển nổi hình thành các phần tử keo tụ lớn – các phần tử của nhôm hyđroxit, có khả năng hấp phụ cao và bám dính cao đối với các chất bẩn. Nước thải đã được xử lý có thể tái sử dụng trong dây chuyền công nghệ hoặc thải bỏ. Lớp bùn tuyển nổi bao gồm các hạt bột màu và các thành phần của chất tạo màng có thể sử dụng trong các ứng dụng ít quan trọng hơn.

Nguồn T/C Công nghiệp Hóa chất

Facebook Comments

Bài Viết Liên Quan