Nghiên cứu khả năng xử lý Al, Cr trong nước thải làng nghề tái chế nhôm bằng phương pháp keo tụ

Tái chế, tái sử dụng các nguồn rác thải là một trong những giải pháp quan trọng để tiết kiệm tài nguyên

thiên nhiên, BVMT do đó các làng nghề tái chế phát triển mạnh mẽ nhất là làng nghề tái chế kim loại, tái

chế nhựa được xuất hiện rất nhiều ở các vùng nông thôn. Hiện trạng môi trường tại các làng nghề bị ô

nhiễm không khí, nước gây ảnh hưởng đến môi trường sống của dân. Nội dung nghiên cứu của đề tài mã

KC08.20/16-20 là nghiên cứu thu hồi và xử lý khí thải, chất thải rắn, nước thải bằng các công nghệ tiên tiến.

Trong bài báo này chúng tôi đưa kết quả nghiên cứu xử lý nước thải làng nghề tái chế nhôm tại làng Bình Yên,

huyện Nam Trực, tỉnh Nam Định bằng phương pháp keo tụ. Đối tượng nước thải này ô nhiễm kim loại nặng

rất cao đặc trưng là tổng Cr: 53-80 mg/l, Al: 548-900 mg/l, pH: 11,25-12,52. Nghiên cứu tối ưu quá trình để

thu hồi Al, xử lý Cr bằng các chất keo tụ FeCl2, PAC đồng thời thu hồi bông keo làm chất xúc tác quang. Khả

năng thu hồi Al đạt được hiệu suất 98,97% khi điều chỉnh pH= 6,57. Hiệu quả xử lý Cr bằng FeCl2 cao hơn rất

nhiều so với PAC. Hiệu suất xử lý Cr bằng chất keo tụ FeCl2 và PAC lần lượt đạt 81% khi cho FeCl2 250 mg/l,

pH= 6,41 và 13,5 % khi cho PAC 2000 mg/l. Tuy nhiên, nếu không thu hồi Al, khả năng xử lý đồng thời Al và

Cr bằng chất keo tụ FeCl2 250 mg/l đạt hiệu quả xử lý rất cao đối với cả Al và Cr. Không điều chỉnh pH hiệu

quả xử lý Cr đạt 99% trong khi xử lý Al đạt 90%.

Nghiên cứu khả năng xử lý Al, Cr trong nước thải làng nghề tái chế nhôm bằng phương pháp keo tụ trang 1

Trang 1

Nghiên cứu khả năng xử lý Al, Cr trong nước thải làng nghề tái chế nhôm bằng phương pháp keo tụ trang 2

Trang 2

Nghiên cứu khả năng xử lý Al, Cr trong nước thải làng nghề tái chế nhôm bằng phương pháp keo tụ trang 3

Trang 3

Nghiên cứu khả năng xử lý Al, Cr trong nước thải làng nghề tái chế nhôm bằng phương pháp keo tụ trang 4

Trang 4

Nghiên cứu khả năng xử lý Al, Cr trong nước thải làng nghề tái chế nhôm bằng phương pháp keo tụ trang 5

Trang 5

Nghiên cứu khả năng xử lý Al, Cr trong nước thải làng nghề tái chế nhôm bằng phương pháp keo tụ trang 6

Trang 6

Nghiên cứu khả năng xử lý Al, Cr trong nước thải làng nghề tái chế nhôm bằng phương pháp keo tụ trang 7

Trang 7

Nghiên cứu khả năng xử lý Al, Cr trong nước thải làng nghề tái chế nhôm bằng phương pháp keo tụ trang 8

Trang 8

pdf 8 trang baonam 14860
Bạn đang xem tài liệu "Nghiên cứu khả năng xử lý Al, Cr trong nước thải làng nghề tái chế nhôm bằng phương pháp keo tụ", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Nghiên cứu khả năng xử lý Al, Cr trong nước thải làng nghề tái chế nhôm bằng phương pháp keo tụ

Nghiên cứu khả năng xử lý Al, Cr trong nước thải làng nghề tái chế nhôm bằng phương pháp keo tụ
Chuyên đề IV, tháng 12 năm 20208
NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ AL, CR TRONG NƯỚC THẢI 
LÀNG NGHỀ TÁI CHẾ NHÔM BẰNG PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ
Đỗ Tiến Anh1 
Nguyễn Minh Ngọc, Trần THị THu Lan
Hoàng THị Bích Hoàn, Lê THị Linh
(2)
1 Tổng cục Khí tượng thủy văn, Bộ Tài nguyên và Môi trường 
2 Viện Công nghệ môi trường, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
TÓM TẮT
Tái chế, tái sử dụng các nguồn rác thải là một trong những giải pháp quan trọng để tiết kiệm tài nguyên 
thiên nhiên, BVMT do đó các làng nghề tái chế phát triển mạnh mẽ nhất là làng nghề tái chế kim loại, tái 
chế nhựa được xuất hiện rất nhiều ở các vùng nông thôn. Hiện trạng môi trường tại các làng nghề bị ô 
nhiễm không khí, nước gây ảnh hưởng đến môi trường sống của dân. Nội dung nghiên cứu của đề tài mã 
KC08.20/16-20 là nghiên cứu thu hồi và xử lý khí thải, chất thải rắn, nước thải bằng các công nghệ tiên tiến. 
Trong bài báo này chúng tôi đưa kết quả nghiên cứu xử lý nước thải làng nghề tái chế nhôm tại làng Bình Yên, 
huyện Nam Trực, tỉnh Nam Định bằng phương pháp keo tụ. Đối tượng nước thải này ô nhiễm kim loại nặng 
rất cao đặc trưng là tổng Cr: 53-80 mg/l, Al: 548-900 mg/l, pH: 11,25-12,52. Nghiên cứu tối ưu quá trình để 
thu hồi Al, xử lý Cr bằng các chất keo tụ FeCl2, PAC đồng thời thu hồi bông keo làm chất xúc tác quang. Khả 
năng thu hồi Al đạt được hiệu suất 98,97% khi điều chỉnh pH= 6,57. Hiệu quả xử lý Cr bằng FeCl2 cao hơn rất 
nhiều so với PAC. Hiệu suất xử lý Cr bằng chất keo tụ FeCl2 và PAC lần lượt đạt 81% khi cho FeCl2 250 mg/l, 
pH= 6,41 và 13,5 % khi cho PAC 2000 mg/l. Tuy nhiên, nếu không thu hồi Al, khả năng xử lý đồng thời Al và 
Cr bằng chất keo tụ FeCl2 250 mg/l đạt hiệu quả xử lý rất cao đối với cả Al và Cr. Không điều chỉnh pH hiệu 
quả xử lý Cr đạt 99% trong khi xử lý Al đạt 90%. 
Từ khóa: Làng nghề tái chế; xử lý Cr; xử lý Al; keo tụ và hấp phụ.
Nhận bài: 8/10/2020; Sửa chữa: 22/12/2020; Duyệt đăng: 25/12/2020.
1. Mở đầu
Theo báo cáo của Bộ Nông nghiệp và Phát triển 
nông thôn, tính đến năm 2019 số làng nghề và làng 
có nghề ở nước ta là 5.096 làng nghề, trong đó số làng 
nghề truyền thống được công nhận theo tiêu chí làng 
nghề hiện nay của Chính phủ là 2.009 làng nghề. Trong 
số đó có đến hơn 100 làng nghề tái chế các loại trên địa 
bàn cả nước, trong đó chủ yếu là các làng nghề tái chế 
kim loại (chiếm trên 80%)[1]. Tỷ trọng các cơ sở có 
quy mô nhỏ chiếm tới trên 90% tỷ số các cơ sở tham gia 
ngành tái chế. Với quy mô nhỏ trình độ quản lý, trình 
độ công nghệ lạc hậu, thiết bị tự chế hoặc nhập khẩu từ 
Trung Quốc tạo ra hiệu suất thấp, chất lượng sản phẩm 
tái chế và an toàn của sản phẩm không cao, thường gây 
các vấn đề ô nhiễm môi trường nghiêm trọng như đã 
thấy trong rất nhiều nghiên cứu và báo cáo được thực 
hiện tại các làng nghề tái chế ở Việt Nam.
Phần lớn các cơ sở tái chế nhỏ và rất nhỏ trong làng 
nghề, công nghệ tái chế thường lạc hậu và thủ công, 
hiệu suất tái chế thấp, độ chính xác của sản phẩm không 
đảm bảo, sản phẩm tái chế thường có chất lượng và độ 
an toàn thấp, các thiết bị tái chế chủ yếu nhập từ Trung 
Quốc và chế tạo gia công thêm một số tính năng cho 
phù hợp với yêu cầu của chủ doanh nghiệp. Hoạt động 
tái chế thủ công ở các làng nghề diễn ra một cách tự 
phát và được duy trì trong suốt nhiều năm qua với hiện 
nay đang có lãi do không phải tuân thủ các tiêu chuẩn 
môi trường như đối với các cơ sở sản xuất công nghiệp. 
Phần lớn các cơ sản xuất làng nghề không muốn đầu tư 
cho dự án môi trường và cũng không muốn chi phí vận 
hành hệ thống xử lý môi trường, cho dù chúng đem lại 
ích lợi trực tiếp cho người dân.
Theo Nguyễn Thị Kim Thái và Lương Thị Mai 
Hương [2], công nghệ sản xuất tại các làng nghề mang 
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 
VÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ
Chuyên đề IV, tháng 12 năm 2020 9
tính thủ công nên mức tiêu hao nguyên nhiên liệu 
đều lớn và mức thải ra môi trường cũng cao. Các chất 
thải, đặc biệt là chất thải rắn và nước thải cũng đã bắt 
đầu được quan tâm thu gom tại các làng nghề thông 
qua một số các chương trình quốc gia như Chương 
trình Mục tiêu quốc gia xây dựng nông thôn mới. Tuy 
nhiên, việc thu gom này mới chỉ tập trung vào chất 
thải rắn và nước thải sinh hoạt, chưa tập trung vào các 
chất thải từ sản xuất của các làng nghề.
Nước thải làng nghề tái chế nhôm có đặc trưng là 
Al và Cr cao hơn rất nhiều lần so với tiêu chuẩn xả 
thải. Tuy nhiên, tại các làng nghề hiện nay vẫn thải trực 
tiếp ra môi trường tự nhiên mà không áp dụng phương 
pháp xử lý nào. Để giải quyết vấn đề này, cần thu gom 
và có phương án xử lý khả thi về mặt kinh tế cũng như 
tiêu chuẩn xả thải. Công nghệ xử lý nguồn nước chứa 
kim loại nặng nói chung (trong đó có nước thải từ tái 
chế kim loại) vẫn được áp dụng theo phương pháp xử 
lý hóa lý truyền thống [3]. Ngoài ra, nhiều phương 
pháp khác cũng đã được nghiên cứu và áp dụng cho xử 
lý như: hấp phụ, lọc màng, quang xúc tác, công nghệ 
nano [4]. Các phương pháp hấp ... o hơn 8, nó có xu hướng tạo ra các chất keo hydroxit 
sắt, dẫn đến ảnh hưởng xấu đến phản ứng khử Cr(VI) 
trong điều kiện kiềm, do đó không đủ Cr(III) để tạo 
Cr(OH)3. 
Kết luận: Khi pH từ 2-6 thì hiệu quả loại bỏ Cr(VI) 
có thể đạt từ 98-94.5% nhưng hiệu suất thu hồi Cr tổng 
lại tối ưu ở điều kiện pH từ 6-7. Cho thấy điều kiện loại 
bỏ Cr tổng tối ưu trong khoảng pH từ 6-7 là hiệu quả 
nhất. Kết quả cũng đúng với lý thuyết về quá trình khử 
Cr(VI) về Cr(III) và quá trình tạo keo Cr(OH)3.
3.2. Xử lý đồng thời Cr và Al bằng phương pháp 
keo tụ
a. Ảnh hưởng của pH đến hiệu quả xử lý Cr
Mặc dù giá trị pH rõ ràng là một thông số quan 
trọng trong quá trình keo tụ, nhưng nhiều khi nó đã bị 
bỏ qua trong các nghiên cứu. Nhiều nghiên cứu chỉ xác 
định hàm lượng tối ưu của chất keo tụ ở độ pH nhất 
định mà bỏ qua ảnh hưởng của pH. Tuy nhiên, nếu 
không xác định được giá trị pH tối ưu thì sẽ chưa thể 
hiện rõ được hiệu quả thực sự của quá trình keo tụ có 
đạt hay không. Do đó, việc xác định được khoảng pH 
tối ưu trong quá trình keo tụ là rất cần thiết bởi vì giá trị 
pH ảnh hưởng đến điện tích bề mặt giữa loại chất keo 
tụ và tạp chất được loại bỏ.
+ Ảnh hưởng của pH đến hiệu quả keo tụ bằng PAC
Cố định hàm lượng chất keo tụ PAC 1250 mg/l, 
thay đổi pH trong dải từ 5 - 9. Kết quả nghiên cứu ảnh 
hưởng của pH đến hiệu quả xử lý Cr được thể hiện 
trên Hình 3. Từ kết quả thực nghiệm cho thấy hiệu quả 
xử lý Cr bằng PAC là không cao, tuy nhiên pH cũng 
có ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý. pH tối ưu cho xử 
lý Cr là trong môi trường axit rất nhẹ đến trung tính 
từ 6 - 7. Kết quả nghiên cứu này tương đối phù hợp 
với lý thuyết. Ở môi trường axit không xảy ra sự hình 
thành kết tủa Al(OH)3, còn ở môi trường kiềm xảy ra 
quá trình tạo thành aluminat Al(OH)4- tan, vì vậy hiệu 
quả keo tụ của muối nhôm ở môi trường axit hay môi 
trường kiềm đều thấp.
+ Ảnh hưởng của pH đến hiệu quả keo tụ bằng FeCl2
Cố định hàm lượng chất keo tụ FeCl2 là 750 mg/l, 
thay đổi pH trong dải từ 5-11. Kết quả nghiên cứu ảnh 
hưởng của pH đến hiệu quả xử lý Cr được thể hiện 
trên Hình 4. Từ kết quả thực nghiệm cho ta thấy pH 
có ảnh hưởng rất lớn đến hiệu quả xử lý Cr. Ở pH axit 
hoặc trung tính hiệu quả xử lý Cr thấp hơn so với môi 
trường kiềm. Nhận thấy pH tối ưu trong xử lý Cr bằng 
FeCl2 là trong khoảng 9-10. Do trong nước thải nghiên 
cứu chứa chủ yếu Cr(VI) ở dạng Crommat CrO42-, khi 
trong môi trường kiềm với H+ rất nhỏ mà OH- rất cao 
sẽ có phản ứng :
CrO42- + 4H2O + 3e- = Cr[OH]3↓ + 5OH-
Và khi thêm muối Fe(II) vào dung dịch thì trong 
môi trường kiềm, sắt sẽ tồn tại chủ yếu ở 2 dạng kết tủa 
hydroxyt và bán phản ứng oxi hóa khử có thể xảy ra là:
Fe(OH)3↓ + e- = Fe(OH)2↓
▲Hình 3. Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất xử lý Cr bằng PAC
▲Hình 4. Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất xử lý Cr bằng FeCl2
Bên cạnh phản ứng oxi hóa khử vừa nêu trên thì 
thực tế khi thêm Fe(II) vào hệ dung dịch nước thải có 
môi trường kiềm còn gần như đồng thời tạo ra các kết 
tủa hydroxyt Fe(OH)3, Al(OH)3 và Cr(OH)3 rất ít tan.
CrO42- + 3Fe2+ + 4H2O = Cr(OH)3↓ + Fe(OH)3↓ + 2OH-
Sắt(II) bị oxi không khí oxi hóa dễ dàng trong môi 
trường kiềm:
4Fe2+ + O2 + 8OH- + 2H2O = Fe(OH)3↓
Nhôm từ dạng Aluminat tan trong môi trường kiềm 
mạnh chuyển thành kết tủa dạng hydroxyt do độ kiềm 
giảm (phản ứng này xảy ra khi có phản ứng của sắt(II) 
ở trên):
AlO2- + 3H2O = 2Al(OH)3↓ 
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 
VÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ
Chuyên đề IV, tháng 12 năm 2020 13
Trong 3 hydroxyt này, Fe(OH)3 và Al(OH)3 là 
những dạng kết tủa rất dễ đông tụ lắng xuống rồi kéo 
theo Cr(OH)3 và đồng thời có thể khi hình thành lắng 
xuống chúng sẽ giữ thêm những chất khác có trong 
dung dịch và “làm trong” dung dịch.
Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của pH đến hiệu quả 
keo tụ Cr bằng FeCl2 trong nghiên cứu này phù hợp với 
lý thuyết và các nghiên cứu tương tự [6,7]. Nước thải 
làng nghề tái chế Al có pH rất cao trong khoảng 11, 
vì vậy nếu không thu hồi Al, keo tụ bằng FeCl2 là môi 
trường kiềm sẽ thuận lợi hơn, giảm được lượng axit cần 
thiết để điều chỉnh pH.
b. Ảnh hưởng của hàm lượng chất keo tụ đến hiệu 
quả xử lý Cr
+ Ảnh hưởng của hàm lượng chất keo tụ PAC đến 
hiệu quả xử lý Cr
Tiến hành thí nghiệm trong điều kiện pH tối ưu đã 
xác định được ở nghiên cứu trên (đối với PAC pH tối 
ưu là 6 - 7), khuấy nhanh trong 5 phút, khuấy chậm 
trong 15 phút, để lắng 30 phút, hàm lượng chất trợ keo 
thêm vào là 1 mg/l, chỉ thay đổi hàm lượng chất keo 
tụ PAC tương ứng trong khoảng 250; 500; 750; 1000; 
1250; 1500 và 1750 mg/l. 
Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng chất 
keo tụ đến hiệu quả xử lý Cr được thể hiện trên Hình 5. 
Kết quả chỉ ra hàm lượng PAC có ảnh hưởng đến hiệu 
quả xử lý Cr. Hiệu suất xử lý tăng dần khi tăng hàm 
lượng PAC, hiệu suất xử lý đạt cao nhất khi tăng hàm 
lượng PAC lên đến 1500 mg/l, hiệu suất xử lý Cr đạt 
13,02%. Nhìn chung từ kết quả thí nghiệm cho thấy, 
hiệu suất xử lý Cr bằng keo tụ với PAC là rất thấp.
▲Hình 5. Ảnh hưởng của hàm lượng PAC đến khả năng xử 
lý Cr
+ Ảnh hưởng của hàm lượng chất keo tụ FeCl2 đến 
hiệu quả xử lý Cr.
Tiến hành thí nghiệm trong điều kiện pH tối ưu đã 
xác định được ở nghiên cứu trên (đối với FeCl2, pH tối 
ưu là 9 - 10), khuấy nhanh trong 5 phút, khuấy chậm 
trong 15 phút, để lắng 30 phút, hàm lượng chất trợ keo 
thêm vào là 1 mg/l, chỉ thay đổi hàm lượng chất keo 
tụ FeCl2 tương ứng trong khoảng 250; 500; 750; 1000 
và 1250 mg/l. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của hàm 
lượng chất trợ keo đến hiệu quả xử lý Cr được thể hiện 
trên Hình 6.
▲Hình 6. Ảnh hưởng của hàm lượng FeCl2 đến hiệu quả xử 
lý Cr
Kết quả Hình 6 cho thấy, hàm lượng FeCl2 ảnh 
hưởng rõ rệt đến hiệu quả xử lý Cr. Với hàm lượng 
chất keo tụ là 250 mg/l, hiệu quả xử lý Cr thấp nhất đạt 
45,15%. Khi tăng hàm lượng chất keo tụ lên 500 mg/l 
thì hiệu suất đã tăng lên rất cao đạt 92,3%. Hiệu suất xử 
lý Cr đạt cực đại khi hàm lượng chất keo tụ FeCl2 là 750 
mg/l (đạt 96,7%), sau đó tăng hàm lượng chất keo tụ 
lên nhưng hiệu suất vẫn không tăng thêm nữa. 
 Về bản chất quá trình xử lý Cr(VI) bằng FeCl2 thực 
chất là quá trình khử Cr(VI) xuống Cr(III), sau đó 
Cr(III) sẽ lắng hoặc xảy ra quá trình keo tụ với phèn sắt 
đưa vào. Khi Fe(II) bị oxi hóa thành Fe(III) trong sự có 
mặt của Cr(III) sẽ tạo thành phức dạng crom hidroxit 
CrxFe1-x(OH)3. Khi đó Fe(III) cũng hoạt động như chất 
keo tụ và có khả năng cải thiện độ lắng. Cơ chế này 
được làm sáng tỏ trong nghiên cứu xử lý Cr(VI) trên 
quy mô pilot [5].
c. Ảnh hưởng của thời gian khuấy nhanh đến hiệu 
quả xử lý Cr
Trong các thông số ảnh hưởng đến quá trình keo 
tụ thì quá trình khuấy nhanh cũng là một trong những 
thông số cần xác định để giảm thời gian cũng như điện 
năng tiêu thụ cho quá trình keo tụ. Quá trình khuấy 
nhanh nhằm hòa trộn giữa dung dịch keo tụ và nước 
thải, làm mất ổn định các phân tử trong đó và quá trình 
khuấy chậm thúc đẩy sự va chạm giữa các hạt bất ổn đó 
và có sự tương tác giữa các lực hút trái dấu tạo nên các 
hạt keo. Thông thường quá trình khuấy nhanh thường 
tiến hành trong khoảng 10-30 phút [9]. Tuy nhiên, 
cũng tùy thuộc vào sự tương tác giữa chất keo tụ và 
chất có trong nước thải mà quá trình khuấy nhanh xảy 
ra nhanh hay chậm. Thí nghiệm được tiến hành trong 
điều kiện hàm lượng chất keo tụ FeCl2 là 750 mg/l, pH 
trong khoảng 9, thay đổi thời gian khuấy nhanh trong 
dải 1; 3; 5; 7; 10; 15 phút. Kết quả thí nghiệm được thể 
hiện trên Hình 7. Kết quả nghiên cứu cho thấy, thời 
gian khuấy nhanh ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý Cr. 
Chuyên đề IV, tháng 12 năm 202014
Nếu thời gian khuấy ngắn quá (khoảng 1 phút) thì quá 
trình khuấy trộn chưa đủ để tao ra sự đồng nhất giữa 
dung dịch chất keo tụ mới đưa vào nước thải. Thời gian 
khuấy nhanh tăng lên thì hiệu suất cũng tăng theo. Khi 
thời gian khuấy nhanh từ 5 phút trở lên thì hiệu suất 
xử lý đạt ổn định và đạt trên 97%. Khi tăng thời gian 
khuấy nhanh từ 5 - 15 phút, hiệu suất xử lý có tăng lên 
nhưng không đáng kể (97,1% so với 97,6%). Do vậy để 
tiết kiệm điện năng nên chọn thời gian khuấy nhanh là 
khoảng 5-7 phút.
▲Hình 7. Ảnh hưởng của thời gian khuấy nhanh đến hiệu 
suất xử lý Cr
3.3. Keo tụ đồng thời Al và Cr(VI)
Để tạo kết tủa và thu hồi Al có trong nước thải làng 
nghề tái chế đầu tiên phải hạ pH xuống khoảng 6 - 7. 
Sau đó tiến hành keo tụ để xử lý Cr. Như kết quả đã 
trình bày ở trên, hiệu quả keo tụ bằng FeCl2 rất cao so 
với PAC (tương ứng với 96,7 % so với 13,02%) cho nên 
trong các nghiên cứu tiếp theo chỉ dùng FeCl2 để keo 
tụ xử lý Cr. Tuy nhiên, kết quả nghiên cứu cũng chỉ ra 
pH tối ưu để thực hiện quá trình keo tụ với FeCl2 là pH 
trong khoảng kiềm (9-10) cho nên nếu thu hồi Al trước 
thì phải hạ pH xuống 6-7 sau đó lại chỉnh pH lên 9-10 
để thực hiện quá trình keo tụ. Do vậy, chúng tôi đã tiến 
hành nghiên cứu khả năng keo tụ đồng thời Al và Cr. 
Thí nghiệm được thực hiện ở điều kiện hàm lượng chất 
keo tụ 750 mg/l, khuấy nhanh 5 phút, khuấy chậm 15 
phút, thay đổi giá trị pH trong khoảng 7 và khoảng 10. 
Kết quả thí nghiệm được thể hiện trên Bảng 2.
Bảng 2. Kết quả keo tụ đồng thời Al và Cr bằng chất keo 
tụ FeCl2
pH 
trước 
keo tụ
Đối với xử lý Al Đối với xử lý Cr
Al đầu 
vào 
(mg/l)
Al sau 
xử lý 
(mg/l)
Hiệu 
suất 
(%)
Cr đầu 
vào 
(mg/l)
Cr sau 
xử lý 
(mg/l)
Hiệu 
suất
(%)
6,97 901 0,26 99,97 69 13 81,15
9,85 901 39,2 95,65 69 1,07 98,45
Nếu duy trì pH trong khoảng trung tính thì khả 
năng xử lý Al rất cao (99,97%), tuy nhiên khả năng 
xử lý Cr chưa phải là tối ưu. Nếu pH trong khoảng 
10 thì khả năng xử lý Cr lên đến 98%, khả năng xử lý 
Al gần 96%. Tuy nhiên, Cr(VI) là dạng độc nhất, gây 
ung thư và gây đột biến gen cho sinh vật sống nên cần 
phải xử lý trước khi thải vào các hệ thống thải chung. 
Tiêu chuẩn thải đối với Cr cột B chỉ là 0,5 mg/l (QCVN 
52:2013/BTNMT đối với nước thải công nghiệp sản 
xuất thép), cho nên cần ưu tiên xử lý Cr trước khi thải 
ra môi trường. 
Từ các kết quả nghiên cứu ta thấy, phương án hạ pH 
thu hồi Al, sau đó tăng pH lên để xử lý Cr vừa đạt hiệu 
quả về mặt hiệu quả xử lý và vừa kinh tế có thể thu hồi 
Al. Al được thu hồi có thể tái dùng để sản xuất chất keo 
tụ phèn nhôm, sử dụng cho quá trình xử lý nước thải.
4. Kết luận
Đối với nước thải làng nghề tái chế Al, hàm lượng 
Al trong nước thải đầu ra là rất cao, do vậy nên thu hồi 
Al trước khi xử lý các thông số ô nhiễm khác. Khả năng 
thu hồi Al rất cao đạt 99,97% khi hạ pH xuống khoảng 
6 - 7. 
Các điều kiện vận hành thích hợp đối với từng loại 
chất keo tụ đã được xác định: Môi trường pH của quá 
trình keo tụ thích hợp đối với PAC là môi trường trung 
tính (pH = 6,0 - 7,0) và đối với FeCl2 là môi trường 
kiềm, pH = 9 - 10. Hàm lượng chất keo PAC tối ưu là 
1250 mg/l, trong khi đó đối với FeCl2 hàm lượng thích 
hợp thấp hơn rất nhiều 750 mg/l. Thời gian khuấy 
nhanh chỉ cần thực hiện trong khoảng 5 - 7 phút là đạt 
được hiệu quả xử lý Cr cao nhất.
Dùng chất keo tụ FeCl2 xử lý Cr hiệu quả hơn rất 
nhiều so với dùng chất keo tụ PAC (hiệu quả xử lý 
tương ứng ở điều kiện vận hành tối ưu nhất là 96,7% 
so với 13,02%).
Keo tụ đồng thời Al và Cr bằng chất keo tụ FeCl2 
cũng đạt được hiệu suất rất cao. 
Lời cảm ơn: Công trình này được hoàn thành với sự 
hỗ trợ về kinh phí của đề tài cấp nhà nước KC.08.20/16-
20. Các nghiên cứu được thực hiện tại Viện Khoa học 
Khí tượng Thủy văn và Biến đổi khí hậu, Viện Công 
nghệ môi trường, Viện Hàn lâm Khoa học và Công 
nghệ Việt Nam, thời gian thực hiện năm 2018 - 2019■
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Bộ NN&PTNT (2014), Báo cáo thống kê làng nghề Việt 
Nam
2. Nguyễn Thị Kim Thái, Lương Thị Mai Hương. Đánh giá 
thực trạng quản lý chất thải rắn tại các làng nghề tái chế 
phế liệu và đề xuất các giải pháp quản lý. Tạp chí Khoa học 
Công nghệ Xây dựng, (2011).
3. Wang, Z., Li, H., Ye, Y., Wang, Z. A model analysis on 
the pulse-jet cleaning performance of electrostatically 
stimulated fabric filtration. Powder Technol, 291, (2016), 
pp. 499-505.
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 
VÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ
Chuyên đề IV, tháng 12 năm 2020 15
APPLICATION OF FLOCCULATION PROCESS FOR ALUMINUM 
RECYCLING VILLAGE WASTEWATER TREATMENT- A CASE STUDY 
Do Tien Anh
Vietnam Meteorological and Hydrological Administration 
Nguyen Minh Ngoc, Tran THi THu Lan, Hoang THi Bich Hoan, Le THi Linh
Institute of Environmental Technology, Vietnam Academy of Science and Technology
ABSTRACT
Metal recycling villages are quite popular in Vietnam. Wastewater from the recycling activities in these 
villages contains heavy metals such as Al3+, Cr3+, Cr6+ and discharged without treatment to natural reservoirs, 
posing great threats to human and environment. Flocculation process is reported in many literatures as one 
of the most popular methodologies for heavy metal treatment in wastewater. This study research a case study 
of using flocculation methods for wastewater treatment in Binh Yen, an aluminum recycling village in Nam 
Dinh province in Vietnam. Also, the precipitation from the flocculation process which contains Al and Cr 
would be captured to make photo catalyst used in wastewater treatment. The concentration of Al and Cr in 
the wastewater in Binh Yen is 548-900 mg/L and 52-80 mg/L, respectively. The results of the research showed 
that the removal efficiencies of Al and Cr in wastewater would be achieved at 99% and 90% with FeCl2 as 
flocculation agent which are much higher than using PAC as flocculation agent. It is proved that at condition 
of pH = 6.47 for Al and 6.57 for Cr, the precipitation from flocculation process could be used for photo 
catalyst production. The aluminum recovery rate for photo catalyst production could be achieved at 98,97%. 
Key words: Recycling village, heavy metal treatment, flocculation, adsorption .
4. Azimi, A., Azari, A., Rezakazemi, M., Ansarpour, M. 
Removal of Heavy Metals from Industrial Wastewaters: A 
Review. ChemBioEng Rev, 4, (1), (2017), pp. 1–24.
5. Nathaniel P. Homan, Peter G. Green, Thomas M. Young. 
Evaluating ferrous chloride for removal of chromium from 
ion-exchange waste brines. Journal Awwa, (2017), pp. 43–
54.
6. Gang Qin, Michael J. Mcguire, Nicole K. Blute, Chad 
Seidel, Leighton Fong. Hexavalent chromium removal by 
reduction with ferrous sulfate, coagulation and filtration : 
A pilot-scale study. Environ. Sci. Technol., 39, (2005), pp. 
6321–6327.
7. Stumm W. and Morggan J. J. Chemical Aspects of 
Coagulation. J. American Wks Ass, 58, (8), (1962), pp. 
971-994.
8. Jana Naceradska, Lenka Pivokonska and Martin Pivokonsky. 
On the importance of pH value in coagulation. Journal of 
Water Supply: Research and Technology, (2019).
9. Bache, D. H. & Gregory, R. Flocs and separation processes 
in drinking water treatment: a review. Journal of Water 
Supply: Research and Technology–AQUA , 59, (1), (2010), 
pp.16–30.

File đính kèm:

  • pdfnghien_cuu_kha_nang_xu_ly_al_cr_trong_nuoc_thai_lang_nghe_ta.pdf