Nghiên cứu ứng dụng quy trình công nghệ xử lý nước thải của quá trình làm giàu và nấu luyện thiếc

Dưới đây là tài liệu nghiên cứu do Phạm Thị Tố Oanh – Liên minh Hợp tác xã Việt Nam thực hiện. Chủ đề: Nghiên cứu ứng dụng quy trình công nghệ xử lý nước thải của quá trình làm giàu và nấu luyện thiếc. Hãy cùng Xử Lý Nước Việt Phát tìm hiểu sơ lược về công trình nghiên cứu này.

Thực trạng ô nhiễm trong nước thải của quá trình làm giàu và nấu luyện thiếc tại Công ty Trách nhiệm hữu hạn (TNHH) MTV Mỏ và Luyện kim Thái Nguyên

Trong quá trình sản xuất làm giàu quặng thiếc, nấu luyện thiếc kim loại thì nước thải sinh ra tại các khâu như tuyển nổi, tuyển trọng lực thường chứa nhiều các chất rắn lơ lửng, một số ion kim loại hòa tan, dầu hỏa, hóa chất vô cơ, các hợp chất hữu cơ dư khó phân hủy. 

Nồng độ các chất gây ô nhiễm trong nước thải vượt giới hạn cho phép của QCVN 40:2011/BTNMT nhiều lần. Mặc dù đã có những bể lắng lọc các cặn thô, chất lơ lửng nhưng hàm lượng các kim loại hòa tan và các hữu cơ khó phân hủy vẫn còn rất cao so với tiêu chuẩn cho phép. 

Các thí nghiệm xử lý nước thải của quá trình làm giàu và nấu luyện thiếc

Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của hai hệ xúc tác (FeSO4 10% + H2O2 30%) và hệ xúc tác (nano Feo+ H2O2 30%) đến hiệu quả xử lý chất hữu cơ khó phân hủy của vật liệu Al/Al2O3/TiO2-Ag

• Bước 1. Lấy mẫu nước thải của quá trình làm giàu và nấu luyện thiếc tại Công ty TNHH MTV Mỏ và Luyện kim Thái Nguyên
• Bước 2. Chế tạo các tấm vật liệu xúc tác quang hóa Al/Al2O3/TiO2-Ag theo các tác giả 
• Bước 3. Chế tạo xúc tác nano Feo theo các tác giả [6]
• Bước 4. Chế tạo các nhóm mẫu xúc tác M1, M2, M3, M4, M5 với hai xúc tác (FeSO4 10% + H2O2 30%) và (nano Feo+ H2O2 30%)
• Bước 5. Đánh giá hiệu quả xử lý chất hữu cơ của các nhóm mẫu xúc tác thông qua xác định hàm lượng chất hữu cơ trước, trong và sau khi xử lý. Thời gian khảo sát 12 giờ. 

Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến hiệu quả xử lý chất hữu cơ khó phân hủy

Tiến hành các bước như trong thí nghiệm 1. Bước 5 cứ 2 giờ lấy mẫu nước thải đi phân tích hàm lượng chất hữu cơ còn lại.

Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của pH đến hiệu quả xử lý kim loại nặng và hóa chất dư bằng hai hệ xúc tác 

• Bước 1. Lấy mẫu nước thải của quá trình làm giàu và nấu luyện thiếc tại Công ty TNHH MTV Mỏ và Luyện kim Thái Nguyên
• Bước 2. Chế tạo xúc tác nano Feo theo các tác giả
• Bước 3. Chuẩn bị hai hệ xúc tác (FeSO4 10% + H2O2 30%) và (nano Feo+ H2O2 30%). Chuẩn bị dung dịch điều chỉnh pH, máy đo pH – Delta.
• Bước 4. Đánh giá hiệu quả xử lý kim loại nặng và hóa chất dư của hai hệ xúc tác thông qua xác định hàm lượng kim loại còn dư trên Máy phân tích hấp thụ nguyên tử AAS (PinAAcle 900T), Máy phân tích quang phổ DRELL 2010, 2800 tại phòng Phân tích hóa lý – Công ty TNHH MTV Mỏ và Luyện kim Thái Nguyên.

Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến hiệu quả xử lý kim loại nặng và hóa chất dư bằng hai hệ xúc tác

Tiến hành các bước tương tự như trong thí nghiệm 3. Cứ 2 giờ lấy mẫu nước thải đi phân tích hàm lượng kim loại nặng và hóa chất dư.

Hiệu quả xử lý chất hữu cơ khó phân hủy trong nước thải của quá trình làm giàu và nấu luyện thiếc của vật liệu xúc tác quang hóa Al/Al2O3/TiO2-Ag

Ảnh hưởng của hai hệ xúc tác (FeSO4 10% + H2O2 30%) và (nano Feo+ H2O2 30%) đến hiệu quả xử lý chất hữu cơ khó phân hủy của vật liệu Al/Al2O3/TiO2-Ag

• Trong điều kiện chỉ có vật liệu Al/Al2O3/TiO2-Ag, không bổ sung hệ xúc tác fenton (Fe2+ +H2O2) cho hiệu quả xử lý thấp, chỉ đạt 16,8% đến 17,6%.
• Khi tăng dần hệ số tác nhân fenton thì hiệu quả xử lý nước thải cũng tăng dần (lên 33,6% và 44,3%). 
• Khi mật độ diện tích vật liệu xúc tác quang hóa Al/Al2O3/TiO2-Ag giảm (từ 273 cm2 xuống 182 cm2), nhưng hệ số tác nhân fenton tăng, thì hiệu quả xử lý nước thải cũng tăng (từ 62,7% lên 71,5%).
• Khi tiếp tục tăng tác nhân fenton đến một giới hạn thì hiệu quả xử lý dần chậm lại (71,8%). Cả hai hệ xúc tác đều cho hiệu quả xử lý tương đương nhau.

Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu quả xử lý chất hữu cơ khó phân hủy

• Mẫu 1 với điều kiện chỉ có vật liệu Al/Al2O3/TiO2-Ag, không bổ sung xúc tác Fe2+ cho hiệu quả xử lý thấp nhất, chỉ đạt 17,6% sau 12h. 
• Các mẫu 2, 3, 4, 5 có bổ sung xúc tác Fe2+ tức là tạo ra hệ xúc tác fenton cho hiệu quả tăng lên rõ rệt. Theo thời gian xử lý tăng thì hiệu quả xử lý chất hữu cơ tăng với tất cả các mẫu. 
• Mẫu 5 với điều kiện 182 cm2 vật liệu Al/Al2O3/TiO2-Ag; 0,08% H2O2; tỷ lệ Fe2+:H2O2 =0,09:1, pH được duy trì ổn định bằng 2 trong toàn bộ quá trình cho kết quả xử lý tốt, đạt 70,2% sau 8h, tuy nhiên. Khi tiếp tục tăng thời gian xử lý lên thì hiệu quả xử lý có dấu hiệu tăng chậm lại, (đạt 71,5% sau 12 giờ).

Hiệu quả xử lý kim loại nặng và hóa chất dư bằng hai hệ xúc tác (FeSO4 10% + H2O2 30%) và hệ xúc tác (nano Feo+ H2O2 30%)

Ảnh hưởng của pH đến hiệu quả xử lý kim loại nặng và hóa chất dư

Với hệ xúc tác FeSO4 10% + H2O2 30%

• Tại pH = 8 thì tổng chất rắn lơ lửng trong nước thải được xử lý triệt để. Tuy nhiên chỉ xử lý được một số kim loại như Cu2+. Còn lại vẫn chưa loại bỏ hết được các ion kim loại nặng khác. 
• Khi tăng pH lên đến 11 thì hầu hết các ion kim loại nặng đã được xử lý.

Với hệ xúc tác Nano Feo +H2O2 30%

• Tại pH=8, xử lý được hầu hết các kim loại. Tuy nhiên hàm lượng chì, kẽm và sắt còn khá cao.
• Khi tăng dần pH lên thì khả năng xử lý các kim loại cũng tăng dần. Trong đó hàm lượng chì giảm rõ rệt. 
• Đến pH=11, các kim loại nặng và hóa chất dư đã được xử lý triệt để đạt QCVN 40:2011/BTNMT.

Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu quả xử lý kim loại nặng và hóa chất dư

Hệ xúc tác dung dịch (FeSO4 10% + H2O2 30%) 

• Thời gian phản ứng có ảnh hưởng nhiều đến hiệu quả xử lý. 
• Trong thời gian 30 phút đầu, hầu hết các thành phần ô nhiễm chưa có sự thay đổi nhiều. 
• Tăng thời gian xử lý, tại pH = 9 thì hiệu quả xử lý thay đổi đáng kể. Sau 60 phút thì xử lý hoàn toàn Cu2+, tổng chất rắn lơ lửng. Sau 120 phút thì xử lý hoàn toàn tổng sắt. 
• Tuy nhiên, các chất gây ô nhiễm nằm ngoài ngưỡng kết tủa (thí nghiệm thực hiện tại pH = 9) thì thời gian phản ứng ảnh hưởng không nhiều đến kết quả xử lý. Thời gian xử lý từ 60 phút lên 180 phút thì hiệu quả xử lý của asen tăng 0,86%. Hiệu quả xử lý chì tăng 6,6%, mangan tăng 0,77%.

Hệ xúc tác là nano Feo và H2O2 30%

• Khả năng xử lý asen sắt, tổng chất lơ lửng triệt để ngay trong 30 phút đầu.
• Sau 120 phút thì các kim loại đồng, kẽm, cadimi, niken cũng được xử lý (đạt cột B, QCVN 40:2011/BTNMT).
• Tuy nhiên, tại pH = 9 thì các kim loại chì, mangan cũng chưa được xử lý hoàn toàn. Khả năng xử lý các kim loại này cũng ít bị ảnh hưởng bởi thời gian xử lý. Thời gian tăng từ 60 phút lên 180 phút, hiệu quả xử lý chì tăng thêm 0,85%, hiệu quả xử mangan tăng thêm 1,4%.

Vận hành mô hình thử nghiệm xử lý nước thải bằng hệ xúc tác (FeSO4 10% + H2O2 30%) và hệ xúc tác (nano Feo + H2O2 30%) 

Kết quả nghiên cứu cho thấy, cả hai hệ xúc tác đều cho hiệu quả xử lý rất cao.

• Hệ xúc tác (nano Feo +H2O2 30%) các chỉ tiêu cần xử lý đều đạt QCVN 40:2011/BTNMT cột A
• Hệ xúc tác là (FeSO4 10% + H2O2 30%) thì hầu hết các chỉ tiêu đều đạt QCVN 40:2011/BTNMT cột B

Để xem chi tiết hơn về đề tài hãy xem tài liệu dưới đây:

Kết luận

Trên đây là một số thông tin về nghiên cứu ứng dụng quy trình công nghệ xử lý nước thải của quá trình làm giàu và nấu luyện thiếc. Tài liệu trên nhằm mục đích tham khảo. Không nhằm mục đích quảng bá sản phẩm hay phục vụ kinh doanh. Bạn đang có nhu cầu xử lý nước thải, lọc nước công nghiệp, xử lý nước sinh hoạt. Hãy liên hệ Xử Lý Nước Việt Phát để được tư vấn hỗ trợ miễn phí:

Công ty TNHH Thiết Bị Máy Và Công Nghệ Môi Trường Việt Phát

• Địa chỉ nhà máy: Lễ Khê – Xuân Sơn – Sơn Tây – Hà Nội
• Hotline: 0932 333 299 – 0986 924 889
• Email: xulynuocvietphat@gmail.com
• Kênh: Youtube Xử Lý Nước Việt Phát
• Fanpage: Facebook Xử Lý Nước Việt Phát

Xử Lý Nước Việt Phát – Luôn sẵn sàng tư vấn và phục vụ Quý khách.