Xử lý nước thải gia công cơ khí loại bỏ dầu nhớt và kim loại nặng

Xử lý nước thải gia công cơ khí là quá trình kỹ thuật phức tạp nhằm loại bỏ dầu khoáng, kim loại nặng (Sắt, Kẽm, Niken) và chất hữu cơ độc hại phát sinh từ các máy CNC, máy mài và công đoạn tẩy rửa. Đặc trưng lớn nhất của loại nước thải này là sự hiện diện của Dầu nhũ tương (Emulsified Oil) hòa tan trong nước, khiến các phương pháp lắng lọc thông thường không hiệu quả. Để đạt chuẩn xả thải QCVN 40:2011/BTNMT, hệ thống bắt buộc phải áp dụng công nghệ Hóa lý (Phá nhũ) kết hợp Sinh học.

Thành phần và nồng độ ô nhiễm trong nước thải cơ khí

Theo kết quả quan trắc thực tế tại các xưởng gia công CNC (nguồn Đại học Công nghiệp Hà Nội), nước thải cắt gọt kim loại chứa nồng độ chất ô nhiễm rất cao, vượt xa tiêu chuẩn cho phép:

• COD (Nhu cầu oxy hóa học): Trung bình khoảng 23.640 mg/l (vượt quy chuẩn hàng trăm lần).
• Dầu mỡ khoáng: Nồng độ khoảng 632 mg/l. Dầu tồn tại dưới dạng nhũ tương trắng sữa do chứa chất hoạt động bề mặt.
• Kim loại nặng: Chứa hàm lượng lớn Sắt (222 mg/l), Kẽm (161 mg/l), Niken (83 mg/l) từ phôi kim loại và dung dịch làm mát.

Nếu xả trực tiếp lượng nước thải này, dầu mỡ sẽ đóng màng ngăn cản oxy, giết chết vi sinh vật trong nguồn nước tự nhiên và làm tắc nghẽn hệ thống thoát nước.

Quy trình công nghệ xử lý tiêu chuẩn

Để xử lý triệt để lớp dầu nhũ tương và kim loại nặng, Huỳnh Văn Solution áp dụng quy trình 3 giai đoạn: Phá nhũ – Tuyển nổi – Xử lý sinh học.

Giai đoạn 1: Phá nhũ và Keo tụ (Hóa lý)

Dầu nhũ tương rất bền vững, không thể tự tách lớp. Bắt buộc phải sử dụng hóa chất để phá vỡ liên kết này.

• Phá nhũ: Sử dụng Axit hoặc NaClO (nồng độ khoảng 150 mg/l) để tách dầu ra khỏi nước.
• Keo tụ: Bổ sung phèn nhôm (Al2(SO4)3) hoặc PAC tại pH 6.0 – 7.0. Các hạt dầu và kim loại nặng sẽ kết dính lại thành bông cặn kích thước lớn.

Giai đoạn 2: Tuyển nổi khí hòa tan (DAF)

Do bông cặn dầu nhẹ hơn nước, việc dùng bể lắng thông thường tốn nhiều thời gian và kém hiệu quả. Công nghệ Tuyển nổi DAF sử dụng các bọt khí siêu mịn (Micro-bubbles) sục từ dưới lên. Bọt khí bám vào bông dầu, đẩy chúng nổi nhanh lên bề mặt bể để gạt bỏ.

Hiệu quả tách dầu tại giai đoạn này đạt tới 95%, nồng độ dầu giảm từ 632 mg/l xuống dưới 50 mg/l.

Giai đoạn 3: Xử lý Sinh học Hiếu khí

Nước thải sau khi tách dầu vẫn còn hàm lượng COD hòa tan cao. Nước được dẫn vào bể hiếu khí (Aerotank). Tại đây, các vi sinh vật hiếu khí sử dụng oxy để phân hủy chất hữu cơ còn lại, giúp giảm COD và BOD xuống mức đạt chuẩn xả thải cột B hoặc A.

Thiết bị và Chi phí vận hành hệ thống

Hiệu quả của hệ thống phụ thuộc vào việc lựa chọn thiết bị chính xác và kiểm soát chi phí vận hành (OPEX).

Thiết bị cốt lõi

• Máy khuấy trộn: Dùng cho bể phản ứng phá nhũ và keo tụ.
• Hệ thống sục khí: Cung cấp oxy cho bể hiếu khí và tạo bọt cho bể tuyển nổi. Việc sử dụng máy thổi khí tích hợp biến tần giúp tiết kiệm điện năng đáng kể.
• Máy ép bùn: Xử lý lượng bùn chứa kim loại nặng sinh ra từ quá trình keo tụ.

Dự toán chi phí vận hành (Tham khảo)

Giải pháp xử lý khí thải đi kèm cho xưởng cơ khí

Các nhà máy gia công cơ khí không chỉ phát sinh nước thải. Quá trình hàn xì, cắt laser, và đặc biệt là tẩy rửa kim loại bằng axit trước khi xi mạ sinh ra lượng lớn bụi kim loại và hơi axit độc hại.

Để đảm bảo môi trường làm việc an toàn và tuân thủ luật môi trường toàn diện (cả QCVN 19 và QCVN 40), doanh nghiệp cần đầu tư đồng bộ hệ thống xử lý khí thải. Đối với hơi axit và hơi hóa chất ăn mòn từ bể tẩy rửa, giải pháp tối ưu là sử dụng tháp hấp thụ (Scrubber) để trung hòa khí độc trước khi thải ra môi trường. Đây là hạng mục thường được Huỳnh Văn Solution tích hợp trong các gói thầu EPC tổng thể cho nhà máy cơ khí.

Lưu ý pháp lý về quản lý chất thải

Doanh nghiệp cần lưu ý 2 điểm quan trọng sau để tránh bị xử phạt:

1. Bùn thải là chất thải nguy hại: Bùn sinh ra từ hệ thống xử lý nước thải cơ khí chứa nhiều kim loại nặng (Cr, Ni, Zn). Bùn này bắt buộc phải thu gom, lưu trữ riêng và chuyển giao cho đơn vị có chức năng xử lý chất thải nguy hại, không được chôn lấp tự phát.
2. Tái sử dụng dầu: Lớp dầu vớt ra từ bể tuyển nổi có thể thu hồi (khoảng 50-70ml dầu/1 lít nước thải) để tái chế làm nhiên liệu đốt cho lò hơi hoặc bán cho các đơn vị tái chế dầu nhớt.