Xử lý nước thải công nghiệp luyện kim màu và thủy luyện

PGS TS NGUYỄN ĐỨC KHIỂN 
Nguyên giám đốc Sở KHCNMT Hà Nội

 I.  NHÔM 

1. Sản xuất nhôm Luyện nhôm bằng kiềm hoá bôxit (phương pháp BAYER) sinh ra một dung sinh aluminat natri chứa tạp chất vô cơ dưới dạng huyền phù (bùn đỏ), nó được lắng trong các thiết bị cô đặc và nạo bùn ở đáy rửa ngược dòng liên tiếp bằng nước qua nhiều thiết bị lắng rửa (hình 1). Khử nước của bùn không chứa quặng thực hiện bằng thiết bị lọc chân không. Thiết bị cô đặc dẫn động trung tâm được kết cấu thích hợp để thực hiện trong các thiết bị lắng-rửa.

2.  Nước “chứa flo” điện phân nhôm

Thường ít có trường hợp lọc khí không thực hiện bằng alumin ở cửa ra trực tiếp của buồng có đậy nắp, làm sạch chúng bằng nước khí ô nhiễm lấy ra dưới mái. Một chu trình thứ hai tách khoảng 10 % nước của chu trình chung và xử lí kết tủa florua bằng vôi với bể lắng CIRCULATOR.

3.  Nước thải sản xuất anốt lưu hoá so bộ

Xử lí kết hợp với khử florua và khử gudron là kinh tế nhất, nhưng không cho phép loại bỏ tối ưu cả hai chất ô nhiễm, vì nó phải thực hiện tuyển nổi ở pH tự nhiên với chất làm đông tụ KEMAZUR, tiếp theo loại bỏ riêng florua trong vôi.

4.  Nước thải sau khi làm sạch các lò nung

Chúng có tính kiềm và được xử lí như xyanura ở Clo, tiếp theo làm trung hoà và cho thêm CaCl2 để bảo đảm khử florua.

5.  Đúc nhôm và cán nóng

Các chu trình công nghệ đều kèm theo dầu mỡ và vụn nghiền khác nhau (gỗ, sợi, chất dẻo, bụi). Chu trình cần được cấp nước mềm, nếu không thì một ít muối khoáng, nước được duy trì ở pH ít tính ăn mòn và được xử lí loại bỏ dầu (FLOTAZUR), làm loãng dầu (hình 2).

Trong cán nóng, nước của chu trình nói chung là ở dạng nhũ khác nhau và nước thải được lọc bằng nghiền vỡ.

II.  KẼM VÀ CHÌ

1. Nước thải nung blendo (ELG) Sau khi thu hồi selen và thuỷ ngân bằng lọc, nước đặc biệt (đã loại khí H2) được trung hoà trong vôi (chia thành hai giai đoạn) và được lắng với chu trình tuần hoàn bùn, kết tủa sunfat và florua. Lắng bậc hai ở pH cao có thể loại bỏ Pb và Zn, thu hồi bùn giàu kìm loại nặng hơn.

2.  Nước thải chung

Trong các nhà máy, có sử dụng các phương pháp xử lý bằng cách thấm rửa axít, hoặc một số nước thải được xử lí sơ bộ trong các phân xưởng, nước thải cuối cùng được pha loãng và có lưu lượng lớn. Chúng được xử lí bằng trung hoà và lắng trong một giai đoạn. Sử dụng thiết bị trọn bộ loại DENSADEG RL cho phép thu được hiệu quả cao để loại bỏ kim loại nặng (hình 3).

III.  THUỶ LUYỆN (UR, AU, CU,...)

1. Các công nghệ xử lí nước có thể áp dụng cho nhiều hoàn cảnh 

Phương pháp xử lý có thể thực hiện:

• Khi tách và chuẩn bị khoáng sản,
• Ngay cả khi tách kim loại (ăn mòn kiềm hay axít),
• Bằng trao đổi ion hay pha lỏng/lỏng,
• Trên nước thải của các nhà máy

 Hình 4 là các chu trình thuỷ luyện cho thấy các điểm đặc biệt và kĩ thuật này có thể thực hiện hay cải thiện một công đoạn của phương pháp.

2.  Quy trình

2.1. Làm trong nước ép bùn chứa Uran sau thiết bị lọc

Quy trình có thể thực hiện theo sơ đồ hình 5

2.2. Chiết tách bằng trao đổi ion 

Nói chung nó được thực hiện với các loại nước ép trong bằng cách truyền thống là cho qua một bộ trao đổi, sử dụng ở trạng thái bão hoà và thay đổi tuần hoàn, ở một lớp mà không có khả năng lắng, thường gặp ở quặng uran kiềm tính. Tách và tái sinh được thực hiện riêng cho mỗi công đoạn hoặc bằng dòng nước ngược, nối tiếp các lò phản ứng chứa các nhựa trao đổi ion dạng bột nghiền, hoặc trong lớp giả lỏng có nhiều tầng từ trên xuống dưới DEGRÉMONT (hình 6). Trong trường hợp này, việc tái sinh nhựa có thể thực hiện liên tục theo kĩ thuật ECI. 

 2.3.  Thu hồi dung môi sau khi tách và tái tuần hoàn axit

Chất lỏng thải ra sau khi đã tách bằng dung môi, có thể chứa (100- 150) mg/l (chất dung môi, dầu hoả). Sơ đồ hình 7 cho phép thu hồi dung môi hay tuần hoàn lại axit suphuric trước khi ngâm chiết. Xử lí này cũng làm giảm DCO của nước thải cuối cùng.

2.4.  Loại bỏ các chất hữu cơ

Vấn đề đặt ra là do tính hấp phụ hữu cơ thuận nghịch trên than hoạt tính (chiết tách phức chất xyanua/vàng) thường làm giảm năng suất của chất điện li kết thúc (Cu, Zn). Khi các chất hữu cơ không phải là nước bổ sung mà là quặng thì cần phải loại bỏ chọn lọc trong quá trình xử lí (chất làm đông tụ đặc biệt, ôzôn), nhưng chỉ có thể khẳng định bằng cách nghiên cứu trên trạm sản xuất thử.

2.  NƯỚC THẢI

Nước thoát ra từ hầm mỏ có độ axít (trung hoà bằng xút) trước khi thoát phải khử sắt và trung hoà bằng các thiết bị xử lí nước ngầm (DENSADEG hay TORBOCIRCULATOR) theo sơ đồ xử lí tương tự như đã trình bày ở trên. Nước thải không chứa kim loại và axit của quá trình rửa kết thúc và các chất lọc chứa nhiều axit tái sinh bằng trao đổi ion được trung hoà bằng vôi và cabonnat caxi, ôxy hoá bằng sục khí và lắng như trình bày ở trên, nhưng trung hoà thành hai công đoạn do độ axit cao. Nước thải đồng vị phóng xạ nhỏ có nguồn gốc khác nhau (nước thấm, rửa,...) được lọc bằng kết tủa radi có cho thêm bari và chất làm đông tụ. Xử lí được thực hiện trên thiết bị DENSADEG RP hay RL, phương pháp sử dụng một lò phản ứng trộn sơ bộ phù hợp với việc sử dụng các chất phản ứng khác nhau.

3.  KHỬ NƯỚC CỦA BÙN

Vận chuyển bùn trong một khoảng cách xa thường yêu cầu việc làm khô bùn. Phương pháp làm khô bùn tiết kiệm nhất là dùng lọc dải ép bằng thiết bị SUPERPRESS H.D.