Trường hợp ứng dụng giám sát nước thải tại Công ty sản xuất Spring

Trong quy trình xử lý bề mặt lò xo, phương pháp phosphat hóa được sử dụng để tạo lớp phủ bảo vệ chống ăn mòn. Quá trình này bao gồm việc nhúng lò xo vào dung dịch phosphat hóa chứa các ion kim loại như kẽm, mangan và niken. Thông qua các phản ứng hóa học, một lớp muối phosphat không hòa tan được hình thành trên bề mặt lò xo.

Quá trình này tạo ra hai loại nước thải chính
1. Dung dịch bể phốt hóa chất thải: Bể phốt hóa cần được thay thế định kỳ, tạo ra chất lỏng thải có nồng độ cao. Các chất ô nhiễm chính bao gồm kẽm, mangan, niken và phốt phát.
2. Nước rửa phosphat hóa: Sau khi phosphat hóa, nhiều giai đoạn rửa được thực hiện. Mặc dù nồng độ chất ô nhiễm thấp hơn so với bể đã qua sử dụng, nhưng thể tích nước rửa lại rất lớn. Nước rửa này chứa kẽm, mangan, niken và tổng phốt pho còn sót lại, là nguồn chính tạo ra nước thải phosphat hóa trong các cơ sở sản xuất nước suối.

Tổng quan chi tiết về các chất ô nhiễm chính:
1. Sắt – Chất ô nhiễm kim loại chính
Nguồn gốc: Chủ yếu bắt nguồn từ quá trình tẩy axit, trong đó thép lò xo được xử lý bằng axit clohydric hoặc axit sulfuric để loại bỏ cặn oxit sắt (gỉ sét). Quá trình này dẫn đến việc hòa tan đáng kể các ion sắt vào nước thải.
Cơ sở lý luận cho việc giám sát và kiểm soát:
- Tác động về mặt thị giác: Khi xả ra, các ion sắt (II) bị oxy hóa thành các ion sắt (III), tạo thành kết tủa sắt (III) hydroxit màu nâu đỏ gây ra độ đục và đổi màu của nước.
- Tác động sinh thái: Sắt (III) hydroxit tích tụ có thể lắng xuống lòng sông, làm ngạt thở các sinh vật đáy và phá vỡ hệ sinh thái dưới nước.
- Các vấn đề về cơ sở hạ tầng: Cặn sắt có thể gây tắc nghẽn đường ống và làm giảm hiệu quả của hệ thống.
- Yêu cầu xử lý: Mặc dù độc tính tương đối thấp, sắt thường tồn tại ở nồng độ cao và có thể được loại bỏ hiệu quả thông qua điều chỉnh pH và kết tủa. Xử lý sơ bộ là điều cần thiết để tránh ảnh hưởng đến các quy trình tiếp theo.

2. Kẽm và Mangan – "Cặp đôi phosphat"
Nguồn gốc: Các nguyên tố này chủ yếu có nguồn gốc từ quá trình phosphat hóa, một quá trình quan trọng để tăng cường khả năng chống gỉ và độ bám dính của lớp phủ. Hầu hết các nhà sản xuất lò xo đều sử dụng dung dịch phosphat hóa gốc kẽm hoặc mangan. Quá trình rửa nước sau đó sẽ mang theo các ion kẽm và mangan vào dòng nước thải.
Cơ sở lý luận cho việc giám sát và kiểm soát:
- Độc tính đối với nước: Cả hai kim loại đều có độc tính đáng kể đối với cá và các sinh vật thủy sinh khác, ngay cả ở nồng độ thấp, ảnh hưởng đến sự phát triển, sinh sản và khả năng sống sót.
- Kẽm: Làm suy giảm chức năng mang cá, ảnh hưởng đến hiệu quả hô hấp.
- Mangan: Tiếp xúc lâu dài có thể dẫn đến tích tụ sinh học và gây ra các tác dụng độc thần kinh.
- Tuân thủ quy định: Các tiêu chuẩn xả thải quốc gia và quốc tế đặt ra giới hạn nghiêm ngặt về nồng độ kẽm và mangan. Việc loại bỏ hiệu quả thường đòi hỏi kết tủa hóa học bằng thuốc thử kiềm để tạo thành hydroxit không hòa tan.

3. Niken – Một kim loại nặng có nguy cơ cao cần được quản lý chặt chẽ
Nguồn:
- Có trong nguyên liệu thô: Một số loại thép hợp kim, bao gồm thép không gỉ, có chứa niken, chất này hòa tan vào axit trong quá trình ngâm chua.
- Quy trình xử lý bề mặt: Một số lớp mạ điện hoặc lớp phủ hóa học chuyên dụng có kết hợp hợp chất niken.
Cơ sở lý luận cho việc giám sát và kiểm soát (Tầm quan trọng đặc biệt):
- Nguy cơ đối với sức khỏe và môi trường: Niken và một số hợp chất của niken được phân loại là chất gây ung thư tiềm ẩn. Chúng cũng tiềm ẩn nhiều rủi ro do độc tính, đặc tính gây dị ứng và khả năng tích tụ sinh học, gây ra mối đe dọa lâu dài cho cả sức khỏe con người và hệ sinh thái.
- Giới hạn xả thải nghiêm ngặt: Các quy định như "Tiêu chuẩn xả thải nước thải tích hợp" đặt ra nồng độ niken thấp nhất cho phép (thường là ≤0,5–1,0 mg/L), phản ánh mức độ nguy hiểm cao của chất này.
- Thách thức trong xử lý: Phương pháp kết tủa kiềm thông thường có thể không đạt được mức độ tuân thủ; các phương pháp tiên tiến như tác nhân tạo phức hoặc kết tủa sunfua thường được yêu cầu để loại bỏ niken hiệu quả.

Việc xả thải trực tiếp nước thải chưa qua xử lý sẽ gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng và dai dẳng cho các nguồn nước và đất. Do đó, tất cả nước thải phải được xử lý đúng cách và kiểm tra nghiêm ngặt để đảm bảo tuân thủ trước khi xả thải. Việc giám sát theo thời gian thực tại cửa xả thải là một biện pháp quan trọng để doanh nghiệp thực hiện trách nhiệm môi trường, đảm bảo tuân thủ quy định và giảm thiểu rủi ro sinh thái và pháp lý.