Xi mạ và sơn tĩnh điện là hai công đoạn hoàn thiện bề mặt mà gần như mọi chi tiết kim loại đều đi qua: bulông, khung xe, tủ điện, ngũ kim nội thất, linh kiện điện tử. Chúng bị quản lý môi trường chặt vì dùng nhiều hoá chất và tạo ra nước thải chứa kim loại nặng, axit, kiềm, cùng bùn thải là chất thải nguy hại; với xi mạ, mức độ nặng hơn hẳn.
Vì vậy nhiều địa phương yêu cầu hoặc khuyến khích xưởng xi mạ đặt trong khu, cụm công nghiệp có hệ thống xử lý nước thải tập trung, và xưởng nằm xen khu dân cư thường phải di dời. Bài này giải thích ô nhiễm sinh ra ở đâu trong quy trình, cách một xưởng tử tế xử lý, và điều này ảnh hưởng tới xí nghiệp cơ khí đi thuê mạ, thuê sơn như thế nào.
Ô nhiễm sinh ra ở đâu trong xưởng mạ và xưởng sơn
Bảng dưới đi theo công đoạn để chỉ ra nguồn ô nhiễm, mức nguyên lý.
| Công đoạn | Xưởng xi mạ | Xưởng sơn tĩnh điện |
|---|---|---|
| Tẩy dầu | Dung dịch kiềm, chất hoạt động bề mặt, dầu | Tương tự, thường là bể nhúng hoặc buồng phun |
| Tẩy gỉ | Axit, kim loại hoà tan, hơi axit | Có ở một số xưởng, nhiều xưởng dùng phun bi thay |
| Xử lý bề mặt trước phủ | Hoạt hoá bằng axit loãng | Phốt phát hoá hoặc lớp chuyển hoá khác, nước thải chứa phốt pho, kim loại |
| Phủ | Bể mạ chứa muối kim loại: kẽm, niken, đồng, crom; có nơi dùng xyanua | Phun bột sơn khô, bột thừa thu hồi, bụi |
| Rửa giữa các bể | Nguồn nước thải lớn nhất, kéo theo hoá chất từ bể trước | Nước rửa sau tiền xử lý |
| Sau phủ | Thụ động hoá, có thể chứa crom | Sấy, đóng rắn trong lò, khí thải từ lò |
| Bảo dưỡng bể | Dung dịch thải bỏ, cặn đáy bể | Bể tiền xử lý thải bỏ định kỳ |
Điều dễ thấy là phần lớn ô nhiễm của xưởng mạ không đến từ bể mạ mà từ nước rửa: mỗi khung treo chi tiết nhấc ra khỏi bể mang theo một lớp dung dịch, rồi rửa đi. Xưởng giảm được lượng dung dịch kéo theo và lượng nước rửa là xưởng giảm được phần lớn gánh nặng xử lý.
Vì sao nước thải xi mạ khó xử lý
Nước thải xi mạ thường là hỗn hợp nhiều dòng: dòng chứa crom, dòng chứa xyanua nếu có, dòng chứa các kim loại khác, dòng axit, dòng kiềm. Mỗi dòng cần xử lý theo cách khác nhau: crom hoá trị sáu phải được khử về dạng ít độc hơn trước khi kết tủa, xyanua phải được phân huỷ bằng oxy hoá trong điều kiện kiểm soát, các kim loại khác được kết tủa ở độ pH phù hợp rồi lắng, lọc. Trộn chung các dòng ngay từ đầu làm quá trình kém hiệu quả, và trộn dòng xyanua với dòng axit có thể sinh khí độc.
Sau xử lý, kim loại nằm trong bùn thải. Bùn này là chất thải nguy hại, phải được ép bớt nước, lưu giữ đúng cách và chuyển giao cho đơn vị có giấy phép xử lý. Chi phí xử lý bùn và vận hành hệ thống là gánh nặng thật với xưởng nhỏ, và là lý do nhiều xưởng ngày xưa chọn đường tắt xả thẳng, gây ô nhiễm kênh mương quanh các làng nghề và khu dân cư.
Khi xưởng đặt trong cụm công nghiệp có trạm xử lý tập trung, xưởng vẫn phải xử lý sơ bộ, tách dòng, đạt mức đầu vào theo quy định của trạm, rồi mới đấu nối. Trạm tập trung giúp giảm chi phí và tăng khả năng giám sát, nhưng không thay được trách nhiệm của từng xưởng.
Khung pháp lý theo nguyên lý
Luật Bảo vệ môi trường 2020 xác định các loại hình sản xuất có nguy cơ gây ô nhiễm môi trường, trong đó có xi mạ, và gắn với chúng các yêu cầu cao hơn về hồ sơ môi trường, giấy phép môi trường, vị trí đặt cơ sở, quan trắc. Với chất thải nguy hại như bùn mạ, dung dịch thải, luật yêu cầu phân định, lưu giữ, chuyển giao và báo cáo theo quy định. Các mức cụ thể, danh mục chi tiết và thủ tục được quy định ở văn bản hướng dẫn; xí nghiệp cần kiểm bản hiện hành và hỏi cơ quan quản lý môi trường của tỉnh.
Luật Hoá chất cùng các văn bản hướng dẫn áp dụng cho việc mua, lưu trữ, sử dụng hoá chất nguy hiểm trong xưởng như axit mạnh, muối crom, xyanua; luật này đang được sửa đổi nên cần kiểm bản hiện hành. Luật An toàn, vệ sinh lao động 2015 áp dụng cho người làm việc với hoá chất: đánh giá nguy cơ, phương tiện bảo vệ, khám sức khoẻ định kỳ, huấn luyện.
Ở cấp địa phương, nhiều tỉnh, thành phố có chính sách di dời cơ sở gây ô nhiễm ra khỏi khu dân cư, và không cấp phép xưởng mạ mới ngoài khu, cụm công nghiệp. Chi tiết khác nhau giữa các nơi, nên chủ xưởng cần kiểm quy định của tỉnh nơi định đặt xưởng trước khi đầu tư.
Sơn tĩnh điện nhẹ hơn, nhưng không phải không có vấn đề
Sơn tĩnh điện dùng bột sơn khô, phun lên chi tiết đã tích điện, rồi đóng rắn trong lò. So với sơn dung môi, nó gần như không phát thải hơi dung môi, bột thừa thu hồi dùng lại được, nên thường được xem là lựa chọn sạch hơn. Đó là lý do nhiều xưởng chuyển từ sơn nước, sơn dầu sang sơn tĩnh điện.
Nhưng phần tiền xử lý trước sơn vẫn sinh nước thải: tẩy dầu, tẩy gỉ, phốt phát hoá đều dùng bể hoá chất và nước rửa. Lò sấy đốt gas hoặc dầu có khí thải. Buồng phun có bụi bột sơn, nguy cơ cháy nổ bụi nếu thu hồi kém và có nguồn lửa. Xưởng sơn tĩnh điện nhỏ đặt trong khu dân cư vì vậy vẫn có thể gây phiền hà, dù nhẹ hơn xưởng mạ nhiều.
Xu hướng trong ngành là thay phốt phát hoá bằng các lớp chuyển hoá thế hệ mới ít phốt pho, ít kim loại nặng hơn, và dùng phun bi thay tẩy axit khi có thể. Những thay đổi này giảm tải nước thải đáng kể, nhưng đòi kiểm soát quy trình kỹ hơn.
Một xưởng mạ làm đúng giảm ô nhiễm bằng những việc gì
Không có phép màu nào làm xưởng mạ sạch hoàn toàn, nhưng những việc dưới đây được ngành áp dụng rộng rãi và hiệu quả rõ.
- Thiết kế khung treo và thời gian nhỏ giọt trên bể để dung dịch chảy về bể trước khi nhấc chi tiết sang bể rửa.
- Rửa nhiều cấp ngược dòng: nước sạch vào bể rửa cuối, chảy ngược về các bể trước, giảm mạnh lượng nước dùng.
- Tách dòng nước thải ngay tại nguồn: dòng crom, dòng xyanua, dòng kim loại khác, dòng axit kiềm đi đường ống riêng tới hệ thống xử lý.
- Thu hồi dung dịch từ bể rửa đầu để bù lại vào bể mạ, giảm cả hoá chất mua mới lẫn tải ô nhiễm.
- Hút hơi trên miệng bể và xử lý khí trước khi thải ra ngoài.
- Ghi chép lượng hoá chất mua vào, nước dùng, bùn phát sinh, kết quả quan trắc; đối chiếu hằng tháng để phát hiện bất thường.
Những biện pháp này không đòi công nghệ phức tạp, mà đòi thiết kế xưởng ngay từ đầu và kỷ luật vận hành. Xưởng cũ cải tạo lại thường khó hơn xưởng mới thiết kế đúng, đó là một lý do việc di dời vào cụm công nghiệp cũng là dịp để làm lại cho bài bản.
Xí nghiệp cơ khí đi thuê mạ, thuê sơn nên lưu ý gì
Hỏi hồ sơ môi trường của xưởng. Xưởng có giấy phép môi trường hoặc hồ sơ tương ứng không, xử lý nước thải ra sao, bùn thải giao cho ai. Xưởng bị đình chỉ giữa chừng là nguồn cung của bạn đứt theo.
Khách xuất khẩu sẽ hỏi tới nhà thầu phụ. Nhiều khách quốc tế yêu cầu khai báo và có khi đánh giá cả xưởng mạ, sơn mà bạn thuê; chọn xưởng thiếu hồ sơ là rủi ro cho chính đơn hàng của bạn.
Yêu cầu về chất hạn chế. Một số thị trường hạn chế crom hoá trị sáu, chì, cadimi trong lớp phủ; cần thống nhất loại lớp mạ, thụ động hoá phù hợp ngay từ đầu.
Thông số lớp phủ. Độ dày lớp mạ, độ dày sơn, thử bám dính, thử phun muối; ghi trong đơn hàng và yêu cầu kết quả theo lô.
Vận chuyển và lưu kho. Chi tiết đã mạ, sơn cần đóng gói chống trầy, chống ẩm; lỗi trầy do vận chuyển hay bị đổ cho xưởng phủ.
Tương lai của ngành: ít xưởng hơn, lớn hơn, sạch hơn
Xu hướng chung ở Việt Nam là số xưởng mạ nhỏ lẻ trong khu dân cư giảm dần, nhường chỗ cho các xưởng tập trung trong khu, cụm công nghiệp với hệ thống xử lý bài bản và nhiều khách hàng. Với xí nghiệp cơ khí, điều này có nghĩa là xưởng mạ ở xa hơn, chi phí vận chuyển cao hơn, nhưng nguồn cung ổn định và có hồ sơ hơn.
Về công nghệ, ngành đang dịch chuyển sang các lớp mạ ít độc hại hơn, như thụ động crom hoá trị ba thay crom hoá trị sáu, mạ kẽm không xyanua, tái sử dụng nước rửa bằng rửa ngược dòng và trao đổi ion. Những thay đổi này vừa giảm ô nhiễm vừa giảm chi phí hoá chất về lâu dài.
Với người làm nghề, xưởng mạ là nơi cần hiểu biết hoá học thực tế, kỷ luật an toàn và ghi chép. Vị trí vận hành hệ thống xử lý nước thải và phụ trách môi trường của xưởng ngày càng được coi trọng, không còn là việc kiêm nhiệm cho có. Người hiểu cả quy trình mạ lẫn xử lý nước thải là nhân sự hiếm, và các xưởng lớn thường phải tự đào tạo từ kỹ thuật viên hoá hoặc môi trường mới ra trường.
Câu hỏi thường gặp
Mạ kẽm điện phân và mạ kẽm nhúng nóng có cùng mức ô nhiễm không?
Không hoàn toàn. Mạ điện phân có bể dung dịch muối kẽm và nhiều nước rửa; mạ nhúng nóng nhúng chi tiết vào kẽm nóng chảy, ít nước thải từ bể mạ nhưng có tẩy axit, khói kẽm và xỉ kẽm. Cả hai đều cần xử lý phù hợp.
Crom hoá trị ba và hoá trị sáu khác nhau thế nào?
Crom hoá trị sáu độc hơn nhiều và bị hạn chế ở nhiều thị trường; crom hoá trị ba ít độc hơn và đang được dùng thay trong thụ động hoá và một số loại mạ trang trí. Lớp phủ khác nhau về màu và khả năng chống gỉ, cần thử lại khi chuyển đổi.
Xưởng sơn tĩnh điện có phải xin giấy phép môi trường không?
Tuỳ quy mô, loại hình và quy định hiện hành; nhiều xưởng có công đoạn tiền xử lý hoá chất thuộc diện phải có hồ sơ môi trường. Chủ xưởng nên hỏi cơ quan quản lý môi trường của tỉnh trước khi đầu tư.
Bùn thải xi mạ có tái chế được không?
Về kỹ thuật, một số kim loại trong bùn có thể được thu hồi, nhưng việc này phải do đơn vị có giấy phép xử lý chất thải nguy hại thực hiện. Xưởng không được tự bán hay đổ bùn ra ngoài.
Vì sao xưởng mạ trong cụm công nghiệp thường đắt hơn xưởng nhỏ trong làng?
Vì xưởng trong cụm phải trả chi phí xử lý nước thải, bùn thải, quan trắc và hồ sơ, thứ mà xưởng nhỏ lẻ có thể đã bỏ qua. Mức chênh này phản ánh chi phí môi trường thật của công đoạn.
Người làm việc ở xưởng mạ cần bảo vệ gì?
Găng tay, ủng, tạp dề chịu hoá chất, kính hoặc tấm che mặt, khẩu trang hoặc mặt nạ phù hợp với hơi axit; hệ thống hút hơi trên bể, vòi rửa mắt khẩn cấp, và huấn luyện xử lý sự cố đổ tràn hoá chất.
