THIẾT BỊ VÀ HÓA CHẤT MÔI TRƯỜNG NGÀNH NƯỚC VÀ NƯỚC THẢI

Ngày 19 tháng 05 năm 2010

Ứng dụng Hach sc100/pHD & inductive sensor đo pH/độ dẫn điện trong gia công/mạ kim loại

Giới thiệu

Đo đạc pH và độ dẫn điện là rất quan trọng tại một số khu vực trong một nhà máy xử lý kim loại hay trong một quy trình xử lý của quá trình gia công. Sự hiểu biết cơ bản các quy trình xử lý/mạ kim loại vận hành như thế nào sẽ giúp xác định việc ứng dụng hệ thống đo đạc pH và độ dẫn điện một cách đúng đắn.

Sơ lược về các bước xử lý

Thông thường, các nhà máy mạ/gia công kim loại sẽ làm sạch các phần bề mặt không được sơn hay phủ với các chất cản trở hóa học khác nhau để ngăn ngừa sự ăn mòn. Phủ photphat (kẽm hay sắt) được sử dụng để xử lý bề mặt kim loại cho giai đoạn sơn lỏng hay sơn bột. Một số nhà máy thực hiện việc xử lý kim loại theo quá trình photphat mangan, ở những nơi được tra dầu để bảo vệ.

Tiến trình mạ cũng tương tự với các bước gia công ngoại trừ bể mạ được thay thế bằng bể photphat, nơi mà có thể được quan trắc hay không quan trắc độ pH. Phải chắc chắn vật liệu làm sensor pH phù hợp và giới hạn về nhiệt độ của chúng khi sử dụng tại các bể này.

Hình 1 mô tả một quy trình làm sạch/photphat kim loại qua từng bước. Không quan tâm đến các bể nhúng hoặc bể rửa phun được sử dụng, chức năng của các bước còn lại là như nhau, một số hệ thống có thể có thêm một hay hai bể phụ khi cần làm sạch hoặc rửa thêm.

Hình 1 – Các bể chính trong một quy trình xử lý kim loại

Bước 1: Làm sạch

Đây là bước đầu tiên để làm sạch các phần ban đầu. Bể nhúng hay bể rửa phun luôn có chứa các chất làm sạch gốc kiềm nhất định. Người vận hành nhà máy luôn cố gắng theo dõi liên tục và kiểm soát hệ thống bể nhúng và phun rửa này để tối ưu lượng hóa chất sử dụng thông qua việc châm hóa chất tự động. Họ phải theo dõi cẩn thận độ dẫn điện của dung dịch ở bước làm sạch này để duy trì ở một nồng độ ổn định. Hiểu rõ việc đo độ dẫn điện cho thấy tại sao cố gắng này không thành công. Do độ dẫn điện không phải là đo một ion riêng biệt nào đó và cũng không đo ion của một hóa chất nhất định được dùng cho bước làm sạch này. Việc đo độ dẫn điện sẽ cung cấp giá trị nồng độ ion tổng cộng theo đơn vị microSiemens/cm. Khi theo dõi độ dẫn điện ở bước này, việc đo đạc không được chính xác vì:

Chất ô nhiễm được rửa từ các bộ phận đi vào bể luôn luôn làm tăng độ dẫn điện tổng cộng

Hóa chất làm sạch bị tiêu hao

Trong quy trình, sẽ có một lượng chất nhất định được chuyển từ bể này sang bể khác.

Những yếu tố này sẽ làm giá trị độ dẫn điện không thay đổi hoặc có thể tăng.

Kết quả là độ dẫn điện đo được không phải là đại diện thực tế của nồng độ hóa chất. Cái gì thực chất đang được đo là sự gia tăng lượng đất nhiễm bẩn và sự giảm sút khả năng làm sạch của chất làm sạch. Thực hiện chuẩn độ bằng tay là cách duy nhất để đo nồng độ thực chất.

Bước 2: Rửa bằng nước

Bước này sử dụng nước sạch để rửa các phần đất và xà phòng còn sót lại trong bước làm sạch.

Quan trắc độ dẫn điện trong nước nước rửa có thể giúp tiết kiệm chi phí. Một số người vận hành sẽ để nước rửa chảy tràn ở bể rửa liên tục. Một số khác thì ấn định thời gian để chảy tràn hoặc theo chu kỳ kiểm tra bể. Phương pháp thay thế là đặt thiết bị đo để dõi liên tục độ dẫn điện của nước rửa trong bể để xác định khi nào giá trị độ dẫn điện ở mức không còn hiệu quả trong việc rửa sạch. Van nước solenoid kiểm soát liên tục nhờ vào rờ le cài đặt trong bộ điều khiển HACH sc100 tại giá trị hơi thấp so với khoảng thang đo không hiệu quả sẽ giảm được chi phí xử lý nước thải và chi phí vận hành quy trình. Việc tiết kiệm này rất đáng kể khi đem so sánh với phương pháp để nước chảy tràn liên tục.

Bước 3: phosphating

Bước này chuẩn bị cho kim loại đem đi sơn. Dung dịch axit –bazơ photphat sắt hay kẽm được dùng để khắc lên bề mặt kim loại, tạo ra các lớp nhấp nhô cực nhỏ trên bề mặt kim loại để sơn đóng bám lên bề mặt được tối ưu.

pH thường được đo đạc trong bước này. Thông thường, các nhà máy sử dụng loại giấy đo pH có độ chính xác thấp hoặc chuẩn bộ bằng tay tốn kém thời gian và chi phí cho việc theo dõi pH tại bước này.

Bước 4: Rửa bằng nước

Bước rửa nước này sử dụng nước sạch để loại bỏ hóa chất còn sót lại trong bước xử lý với photphat trước đó. Tương tự như bước 2, quan trắc độ dẫn điện ở bể rửa tại bước này sẽ tiết kiệm chi phí đáng kể.

Bước 5: Phủ chất ức chế

Trong bước này, một chất ức chế được ứng dụng cho các phần kim loại để ngăn ngừa sự ăn mòn trước đó xuất hiện cho đến bước sơn. Có nhiều loại chất ức chế khác nhau được sử dụng. Một số có gốc axit chromic và số khác ít độc hại và ô nhiễm hơn.

Tùy thuộc vào chất ức chế sử dụng mà các bước phủ có thể đo đạc chỉ tiêu pH. Cần xác định tính phù hợp của vật liệu sensor cũng như giới hạn nhiệt độ khi sử dụng các sensor pH.

Hệ thống đo đạc cho bể rửa, phosphating và phủ chất ức chế:

Model sc100™ pH Controller LXV401.52.02002

Model DPD1P1 Convertible pH Sensor

pH Sensor Mounting Hardware Assembly MH43A00B

Model D3727E2T Conductivity Sensor

Conductivity Sensor Mounting Hardware Assembly MH43G

Không có nhận xét nào: