Xử lý nước thải xi mạ chứa kim loại nặng

Nước thải xi mạ là một trong những nhóm nước thải công nghiệp cần kiểm soát chặt vì có thể chứa pH dao động, kim loại nặng và bùn hóa lý sau xử lý. Với các cơ sở mạ kim loại, xử lý bề mặt, tôn mạ hoặc gia công cơ khí có công đoạn mạ, chất lượng nước thải phụ thuộc trực tiếp vào loại hóa chất, loại kim loại và cách thu gom từng dòng thải trong xưởng.

Điểm khó của xử lý nước thải xi mạ không nằm ở lưu lượng lớn hay nhỏ, mà nằm ở khả năng kiểm soát kim loại hòa tan, pH và bùn chứa kim loại. Các thông số như crom, niken, đồng, kẽm, sắt, dầu mỡ khoáng hoặc TSS cần được nhận diện từ đầu để chọn công nghệ xử lý đúng. Với nhóm nước thải này, phương pháp hóa lý thường là nền tảng chính của hệ thống.

Nước thải xi mạ phát sinh từ đâu?

Xi mạ là quá trình xử lý bề mặt kim loại nhằm tạo lớp phủ bảo vệ, tăng khả năng chống ăn mòn, tăng độ bền hoặc cải thiện tính thẩm mỹ của sản phẩm. Trong dây chuyền xi mạ, nước thải thường phát sinh từ các bước tẩy dầu, tẩy gỉ, hoạt hóa bề mặt, rửa giữa công đoạn, mạ, xử lý sau mạ và vệ sinh thiết bị.

Ở công đoạn tẩy dầu, tẩy mỡ, nước thải có thể kéo theo dầu mỡ khoáng, chất hoạt động bề mặt và cặn kim loại. Ở công đoạn tẩy gỉ hoặc hoạt hóa, nước thải có pH thấp do sử dụng axit. Ở công đoạn mạ và rửa sau mạ, nước thải có khả năng chứa kim loại đặc trưng như crom, niken, đồng, kẽm hoặc các kim loại khác tùy dây chuyền.

Đối với các nhà máy tôn mạ, xưởng gia công kim loại hoặc cơ sở xử lý bề mặt, dòng thải từ khu vực sản xuất cần được thu gom riêng, hạn chế trộn lẫn với nước mưa hoặc nước thải sinh hoạt. Việc tách đúng dòng thải giúp kiểm soát hóa chất, giảm dao động pH và tăng hiệu quả xử lý kim loại nặng.

Đặc điểm của nước thải xi mạ chứa kim loại nặng

Nước thải mạ kim loại có đặc tính khác với nước thải hữu cơ thông thường. Tải ô nhiễm chính tập trung ở kim loại nặng, pH, TSS và bùn hóa lý. Trong một số dây chuyền có tẩy dầu hoặc vệ sinh chi tiết kim loại, dầu mỡ khoáng cũng cần được kiểm soát.

Các kim loại thường được quan tâm trong nước thải xi mạ gồm crom, niken, đồng, kẽm, sắt, mangan và một số kim loại khác theo nguyên liệu, hóa chất sử dụng. QCVN 40:2025/BTNMT quy định giới hạn cho nhiều kim loại trong nước thải công nghiệp, trong đó có Crom VI, Tổng Crom, Đồng, Kẽm, Niken, Sắt và các thông số liên quan khác.

Tài liệu kỹ thuật xử lý nước thải cũng ghi nhận các chất như Crom, Đồng, Xianua, Sắt, Niken, Kẽm có liên quan đến quá trình xử lý và kiểm soát nước thải. Vì vậy, bài toán xử lý nước thải xi mạ phải bắt đầu từ phân tích thành phần kim loại thực tế, không chọn công nghệ chỉ dựa trên tên ngành.

Quy chuẩn áp dụng cho nước thải xi mạ

Nước thải xi mạ thuộc nhóm nước thải công nghiệp. QCVN 40:2025/BTNMT quy định giá trị giới hạn cho phép của các thông số ô nhiễm trong nước thải công nghiệp khi xả thải ra nguồn nước tiếp nhận.

Các thông số nền như BOD5, COD hoặc TOC và TSS được xác định theo Bảng 1 của QCVN 40:2025/BTNMT. Nhóm thông số đặc trưng cần kiểm soát được xác định theo loại hình sản xuất, nguyên liệu, hóa chất, công nghệ sản xuất và công nghệ xử lý chất thải.

Đối với nước thải xi mạ chứa kim loại nặng, nhóm thông số cần chú ý gồm pH, TSS, COD/TOC nếu có, dầu mỡ khoáng nếu phát sinh, Crom VI, Tổng Crom, Đồng, Kẽm, Niken, Sắt và các kim loại đặc trưng khác. Cột A/B/C áp dụng phải căn cứ nguồn tiếp nhận, yêu cầu đấu nối và giấy phép môi trường của từng dự án.

Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải xi mạ

Với nước thải xi mạ chứa kim loại nặng, tuyến xử lý nên ưu tiên công nghệ hóa lý kết hợp lắng và lọc sau xử lý. Sơ đồ công nghệ áp dụng cho hệ này gồm:

Nước thải xi mạ → Song chắn rác → Bể thu gom → Bể điều hòa → Bể tách mỡ → Bể keo tụ → Bể tạo bông → Bể lắng II → Bể trung gian → Cột lọc cát → Cột lọc than → Bể chứa sau xử lý → Xả thải/đấu nối

[Chèn sơ đồ công nghệ tại đây]

Bùn phát sinh từ bể lắng II được thu về bể chứa bùn và đưa qua hệ thống ép bùn. Tuyến hóa chất sử dụng NaOH, PAC và H₂SO₄ để điều chỉnh pH, hỗ trợ keo tụ và ổn định quá trình xử lý hóa lý. Các thiết bị chính gồm bơm nước thải, máy thổi khí, bơm bùn, phao mực nước, bơm định lượng, cột lọc cát, cột lọc than và hệ thống ép bùn.

Nước sau xử lý được kiểm soát theo quy chuẩn nước thải công nghiệp áp dụng cho dự án. Với các dự án cũ, hồ sơ có thể sử dụng QCVN 40:2011/BTNMT Cột B; các dự án mới cần đối chiếu theo quy chuẩn và giấy phép môi trường hiện hành.

Vai trò của từng công trình trong hệ xử lý

Song chắn rác và bể thu gom

Song chắn rác giữ lại rác thô, vật rắn và cặn lớn trước khi nước vào bể thu gom. Công trình này bảo vệ bơm nước thải và hạn chế tắc nghẽn tuyến ống. Sau song chắn rác, nước được gom về bể thu gom để bơm sang bể điều hòa.

Bể điều hòa

Bể điều hòa ổn định lưu lượng và nồng độ nước thải trước khi vào cụm hóa lý. Với nước thải xi mạ, pH và nồng độ kim loại có thể thay đổi theo từng công đoạn hoặc từng mẻ xả. Điều hòa tốt giúp quá trình châm hóa chất, keo tụ, tạo bông và lắng làm việc ổn định hơn.

Bể tách mỡ

Bể tách mỡ trong sơ đồ được bố trí sau bể điều hòa. Công trình này xử lý phần dầu mỡ phát sinh từ công đoạn tẩy dầu, tẩy mỡ hoặc vệ sinh chi tiết kim loại. Việc tách dầu mỡ trước cụm keo tụ – tạo bông giúp giảm ảnh hưởng của dầu mỡ đến phản ứng hóa lý, quá trình lắng và các cột lọc phía sau.

Bể keo tụ và bể tạo bông

Cụm keo tụ – tạo bông là trung tâm của công nghệ xử lý hóa lý. Tại bể keo tụ, hóa chất được châm vào để phá ổn định hạt keo, hỗ trợ gom các cặn mịn và thành phần ô nhiễm trong nước thải. Tại bể tạo bông, các hạt sau keo tụ kết dính thành bông cặn lớn hơn, thuận lợi cho quá trình lắng.

Trong sơ đồ công nghệ, PAC được thể hiện như hóa chất keo tụ. NaOH và H₂SO₄ được thể hiện trên tuyến hóa chất, phù hợp với vai trò điều chỉnh pH trong hệ xử lý nước thải công nghiệp có pH dao động.

Bể lắng II và tuyến bùn

Bể lắng II tách bông cặn ra khỏi nước sau keo tụ – tạo bông. Bùn lắng được đưa về bể chứa bùn, sau đó qua hệ thống ép bùn. Với nước thải xi mạ, bùn hóa lý có thể chứa kim loại nặng nên cần được thu gom, ép bùn và quản lý theo quy định.

Bể trung gian, cột lọc cát và cột lọc than

Bể trung gian lưu chứa nước sau lắng trước khi bơm qua cột lọc. Cột lọc cát giữ lại cặn lơ lửng còn sót sau lắng. Cột lọc than hỗ trợ xử lý các thành phần còn lại tùy đặc tính nước thải và mục tiêu đầu ra. Sau lọc, nước được dẫn về bể chứa sau xử lý trước khi xả thải hoặc đấu nối.

Dự án tham khảo: Công ty Hữu hạn Sản xuất Gia công Việt Sáng

Dự án Việt Sáng là trường hợp điển hình cho nhóm nước thải công nghiệp phát sinh từ hoạt động gia công cơ khí, xử lý và tráng phủ kim loại. Hệ thống được WeMe triển khai với công suất 150 m³/ngày.đêm tại KCN Hố Nai, Đồng Nai; yêu cầu đầu ra của dự án là QCVN 40:2011/BTNMT Cột B.

Nguồn thải tại Việt Sáng đến từ các công đoạn sơn ED và sơn Anot. Hai dòng thải này gắn với quá trình xử lý bề mặt kim loại, có khả năng mang theo hóa chất, hợp chất kim loại, cặn lơ lửng và pH dao động. Vì vậy, tuyến xử lý được định hướng theo công nghệ hóa lý: điều hòa tải, tách mỡ, keo tụ – tạo bông, lắng, lọc và kiểm soát chất lượng nước sau xử lý trước khi đấu nối/xả thải.

Có thể xem chi tiết tại: dự án xử lý nước thải Công ty Việt Sáng

Tuyến xử lý tại Việt Sáng đi theo hướng tách rác tại nguồn, điều hòa, tách mỡ, xử lý hóa lý, lắng, trung gian, lọc và xả vào cống chung của khu công nghiệp sau xử lý. Đây là cấu hình phù hợp cho nhóm nước thải xử lý bề mặt kim loại có pH dao động, cặn lơ lửng và thành phần kim loại cần kiểm soát.

Lưu ý khi thiết kế và vận hành hệ xử lý nước thải xi mạ

•         Tách dòng nước thải sản xuất, nước thải sinh hoạt và nước mưa để tránh pha loãng hoặc làm nhiễu tải xử lý.
•         Theo dõi pH đầu vào vì pH ảnh hưởng trực tiếp đến phản ứng hóa lý và khả năng kết tủa kim loại.
•         Kiểm tra kim loại đặc trưng của từng dây chuyền, đặc biệt là crom, niken, đồng, kẽm, sắt và các thông số theo hóa chất sử dụng.
•         Kiểm soát bùn hóa lý vì bùn có thể chứa kim loại nặng.
•         Duy trì vận hành bơm định lượng, khuấy trộn, lắng và lọc đúng chế độ để tránh cuốn bông cặn sang công đoạn sau.
•         Lấy mẫu tại bể chứa sau xử lý hoặc điểm xả cuối tuyến để kiểm soát chất lượng nước đầu ra.

Kết luận

Xử lý nước thải xi mạ chứa kim loại nặng cần tập trung vào kiểm soát pH, kim loại hòa tan, dầu mỡ nếu phát sinh và bùn hóa lý. Công nghệ phù hợp thường đi theo tuyến hóa lý: thu gom, điều hòa, tách mỡ, keo tụ, tạo bông, lắng, lọc và xử lý bùn.

Trong dây chuyền xử lý, bể tách mỡ, cụm keo tụ – tạo bông, bể lắng II, cột lọc cát, cột lọc than và hệ ép bùn giữ vai trò trực tiếp đối với chất lượng nước đầu ra. Với từng cơ sở xi mạ, mạ kim loại hoặc xử lý bề mặt, cấu hình cuối cùng cần bám theo loại kim loại, nồng độ ô nhiễm, lưu lượng, quy chuẩn áp dụng và yêu cầu đấu nối thực tế.

Dịch vụ tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt của WeMe

WeMe cung cấp dịch vụ tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt với đa dạng công suất. Quy trình thực hiện của chúng tôi như sau:

• Tính toán công suất nước thải cần xử lý;
• Khảo sát mặt bằng xây dựng hệ thống xử lý;
• Xác định yêu cầu chất lượng nước thải đầu ra;
• Lên phương án sơ đồ công nghệ;
• Phác họa mặt bằng tổng thể;
• Tính toán sơ bộ chi phí đầu tư;
• Chủ đầu tư duyệt, WeMe sẽ tiến hành các bước tiếp theo như: tính toán chi tiết các hạng mục công trình, lên bản vẽ, thuyết minh sơ đồ công nghệ,…

Quý khách hàng quan tâm đến dịch vụ tính toán hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt của WeMe, có thể nhắn tin trực tiếp cho chúng tôi hoặc để lại thông tin liên hệ TẠI ĐÂY. WeMe sẽ tư vấn và giải đáp tất cả các thắc mắc liên quan một cách nhiệt tình nhất. WeMe luôn hân hạnh đồng hành cùng quý khách hàng.

Tài liệu tham khảo:

• Kỹ thuật xử lý nước thải, ThS Lâm Vĩnh Sơn
• Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải, TS Trịnh Xuân Lai

Tác giả bài viết: Kỹ sư Phạm Minh Tuấn

Kỹ thuật hỗ trợ trong việc đưa bài viết lên website: Mai Vũ Bảo Long

Trụ sở chính	: 124/1 Lý Thường Kiệt, Phường 7, Quận Gò Vấp, Tp. Hồ Chí Minh
Điện thoại	: 0906.653.007
Email	: [email protected]
Fanpage	: Môi Trường WeMe
Chuyên viên tư vấn	: 0824.653.007