3 lưu ý khi xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học

1. Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học là gì?

Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học là quá trình sử dụng các chất hoá học để loại bỏ hoặc giảm thiểu các chất ô nhiễm trong nước thải. Mục tiêu của phương pháp này là làm cho nước thải trở nên an toàn hơn trước khi  xả ra môi trường hoặc tái sử dụng lại. 

Các chất ô nhiễm trong nước thải có thể bao gồm các hợp chất hữu cơ và không hữu cơ, vi khuẩn, vi sinh vật, kim loại nặng và các hợp chất độc hại khác.

2. Các phương pháp xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học

Có nhiều phương pháp xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học được sử dụng để loại bỏ chất ô nhiễm và làm cho nước thải trở nên an toàn hơn cho môi trường và sức khỏe con người. Dưới đây là một số phương pháp chính:

2.1.  Khử trùng và tiệt trùng nước thải

Phương pháp khử trùng và tiệt trùng nước thải là những quá trình sử dụng để loại bỏ hoặc giảm thiểu sự hiện diện của vi khuẩn, vi rút, tác nhân gây bệnh và các hạt vi sinh vật gây hại trong nước thải. Mục tiêu của quá trình này là làm cho nước thải trở nên an toàn để xả ra môi trường hoặc tái sử dụng lại mà không gây nguy hiểm cho con người và môi trường.

Khử trùng: Quá trình này liên quan đến việc loại bỏ hoặc giảm số lượng vi khuẩn và vi sinh vật gây bệnh trong nước thải. Các phương pháp khử trùng bao gồm sử dụng các chất khử trùng như clo, kháng sinh, tia tử ngoại (UV), nhiệt độ cao, ozon, và các chất hoá học khác để tiêu diệt hoặc làm giảm số lượng vi khuẩn.

Tiệt trùng: Quá trình tiệt trùng tương tự như khử trùng, nhưng nó tập trung vào việc loại bỏ vi khuẩn và vi sinh vật gây bệnh có thể gây nguy hiểm cho sức khỏe con người. Các phương pháp tiệt trùng bao gồm sử dụng các chất tiệt trùng mạnh hơn như clo, nhiệt độ cao, xạ gamma, và các phương pháp tiệt trùng sinh học.

Dưới đây là một số phương pháp khử trùng và tiệt trùng nước thải phổ biến:

2.1.1. Sử dụng chất khử trùng hóa học như clo, ozon, UV

Clo hóa: Sử dụng clo hoặc các hợp chất clo để khử trùng nước thải. Quá trình này có thể diệt vi khuẩn và vi sinh vật gây bệnh.

Tiệt trùng bằng tia tử ngoại (UV): Sử dụng tia tử ngoại để tiệt trùng nước thải. Tia tử ngoại có khả năng phá hủy DNA của vi khuẩn và vi rút.

Ozon hóa: Sử dụng ozon (O3) để oxy hóa và tiêu diệt vi khuẩn, vi rút và các chất hữu cơ trong nước thải.

Nhiệt độ cao: Sử dụng nhiệt độ cao thông qua quá trình nấu sôi hoặc đun sôi để tiệt trùng nước thải.

Kháng sinh: Sử dụng các hợp chất kháng sinh để ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn và vi sinh vật gây bệnh trong nước thải.

Xạ gamma: Sử dụng tia xạ gamma để tiêu diệt vi khuẩn, vi rút và các tác nhân gây bệnh trong nước thải.

2.1.2  Ưu điểm và hạn chế của các phương pháp này

Phương pháp khử trùng và tiệt trùng nước thải có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Dưới đây là một số ưu và nhược điểm chính của phương pháp này:

Ưu điểm:

- An toàn vệ sinh: Khử trùng và tiệt trùng giúp đảm bảo rằng nước thải được xử lý an toàn, không gây nguy cơ cho sức khỏe con người và môi trường.

- Loại bỏ tác nhân gây bệnh: Các phương pháp này có thể loại bỏ vi khuẩn, vi rút và các tác nhân gây bệnh trong nước thải, giúp ngăn chặn sự lây lan các bệnh truyền nhiễm.

- Tái sử dụng nước: Xử lý nước thải bằng khử trùng và tiệt trùng có thể làm cho nước thải phù hợp để tái sử dụng trong một số ứng dụng như tưới cây, làm mát, hoặc trong các quá trình công nghiệp.

- Hiệu quả tương đối: Các phương pháp này thường hiệu quả trong việc giảm thiểu sự hiện diện của vi khuẩn và vi sinh vật gây hại.

Nhược điểm:

- Tạo sản phẩm phụ hoặc cặn: Một số phương pháp khử trùng và tiệt trùng có thể tạo ra sản phẩm phụ hoặc cặn, gây ảnh hưởng đến quá trình xử lý nước thải hoặc quản lý cặn sau khi xử lý.

- Tác động môi trường: Một số chất hoá học sử dụng trong quá trình khử trùng và tiệt trùng có thể gây tác động tiêu cực đối với môi trường nếu không được quản lý cẩn thận.

- Tăng khả năng kháng thuốc: Sử dụng liên tục các chất kháng sinh và hoá chất khử trùng có thể gây ra sự phát triển của vi khuẩn kháng thuốc, làm mất hiệu quả của phương pháp xử lý sau một thời gian.

- Chi phí và tài nguyên: Các phương pháp khử trùng và tiệt trùng thường đòi hỏi sử dụng chất hoá học, năng lượng và tài nguyên khá cao, dẫn đến chi phí xử lý tương đối lớn.

- Quản lý cặn và sản phẩm phụ: Xử lý và quản lý cặn tạo ra trong quá trình khử trùng và tiệt trùng cũng có thể đòi hỏi công nghệ và nguồn tài nguyên phụ khác.

- Không phù hợp cho mọi tình huống: Một số phương pháp có thể không phù hợp cho các loại nước thải đặc biệt hoặc trong những trường hợp có yêu cầu khác nhau về chất lượng nước sau xử lý.

2.2. Xử lý nước thải bằng phương pháp kết tủa hóa học

2.2.1. Sử dụng các hợp chất kết tủa để loại bỏ các chất bẩn

Phương pháp kết tủa hóa học là một phương pháp xử lý nước thải sử dụng các chất hoá học để tạo ra các cặn kết tụ trong nước thải. Các cặn này bao gồm các hạt bẩn, tạp chất và các chất ô nhiễm khác trong nước thải. Sau khi các cặn được tạo ra, chúng dễ dàng lắng xuống dưới dạng bãn, giúp tách rời phần nước trong quá trình xử lý. 

Flocculation: Flocculant là các chất có khả năng gắn kết các hạt nhỏ lại với nhau để tạo thành các cục cặn lớn hơn. Các flocculant thường là các polyme hữu cơ hoặc vô cơ.

Coagulation: Coagulant là các chất giúp tạo điều kiện thuận lợi cho việc kết tủa bằng cách tạo các hạt keo dính để kết nối các cặn lại với nhau.

2.2.2. Cơ chế hoạt động của phương pháp kết tủa hóa học

Quá trình tạo kết tủa trong phương pháp xử lý nước thải bằng kết tủa hóa học thường diễn ra thông qua các bước sau:

- Thêm chất flocculant và coagulant: Đầu tiên, các chất flocculant và coagulant được thêm vào nước thải. Flocculant là các chất có khả năng gắn kết các hạt nhỏ lại với nhau để tạo thành các cục cặn lớn hơn. Coagulant giúp tạo điều kiện thuận lợi cho việc kết tủa bằng cách tạo các hạt keo dính để kết nối các cặn lại với nhau.

- Kết tủa và hình thành cặn: Các flocculant và coagulant tương tác với các hạt bẩn, tạp chất và các chất ô nhiễm khác trong nước thải. Các tác nhân này kết tủa thành các hạt lớn hơn, tạo ra các cặn kết tụ trong nước thải.

- Hình thành các cục cặn lớn: Các cặn kết tụ ngày càng lớn hơn khi chúng tương tác và kết nối với nhau. Quá trình này giống như việc các cục bọt bong lên và kết nối với nhau trên mặt nước.

- Lắng xuống: Các cặn kết tụ lớn hơn dần dần lắng xuống dưới dạng bãn do tác động của trọng lực. Điều này tạo ra một lớp cặn ở dưới phần nước trên cùng, giúp tách rời phần nước trong quá trình xử lý.

Cơ chế hoạt động của phương pháp kết tủa hóa học liên quan đến tương tác giữa các chất flocculant và coagulant với các hạt bẩn và chất ô nhiễm trong nước thải. Khi flocculant và coagulant kết hợp với các hạt nhỏ, chúng tạo ra các hạt lớn hơn thông qua quá trình flocculation và coagulation. Các hạt lớn này ngày càng tăng kích thước khi chúng tương tác và kết nối với nhau, tạo thành các cục cặn kết tụ.

2.2.3 Ưu điểm và nhược điểm của phương pháp kết tủa hóa học

Ưu điểm

- Hiệu quả trong việc loại bỏ cặn: Phương pháp này thường hiệu quả trong việc loại bỏ các hạt bẩn, tạp chất và các chất ô nhiễm khác khỏi nước thải.

- Tích hợp tốt với các phương pháp khác: Phương pháp kết tủa hóa học có thể dễ dàng tích hợp với các phương pháp khác như flocculation, khử kim loại hoặc sử dụng các phương pháp sinh học để tăng hiệu quả xử lý.

- Điều chỉnh chất lượng nước: Phương pháp này cho phép điều chỉnh chất lượng nước bằng cách loại bỏ các hạt bẩn và tạp chất, giúp cải thiện tính trong suốt và màu sắc của nước.

Nhược điểm của phương pháp kết tủa hóa học:

- Yêu cầu chất hoá học: Phương pháp này yêu cầu sử dụng các chất hoá học như flocculant và coagulant, có thể tăng chi phí và tạo ra sản phẩm phụ.

- Quản lý cặn: Các cặn tạo ra trong quá trình kết tủa cần được quản lý và xử lý thích hợp sau đó.

- Không thích hợp cho tất cả loại nước thải: Phương pháp này có thể không phù hợp cho các loại nước thải đặc biệt hoặc trong những tình huống cụ thể.

Kết tủa hóa học là một trong những phương pháp xử lý nước thải phổ biến được sử dụng để loại bỏ các hạt bẩn và tạp chất trong nước thải để đạt được chất lượng nước tốt hơn.

2.3 Xử lý nước thải bằng phương pháp khử kim loại nặng và các chất độc hại

2.3.1. Sử dụng phương pháp tạo phức hóa học để khử kim loại nặng

Sử dụng phương pháp tạo phức hóa học để khử kim loại nặng trong nước thải là một quá trình trong đó các chất hoá học gắn kết với kim loại nặng để tạo ra các phức hợp hóa học. Các phức hợp này thường ít tan trong nước, làm cho kim loại nặng trở nên ít hòa tan và dễ dàng lắng xuống hoặc tách ra khỏi nước thải. Dưới đây là cách hoạt động và quá trình sử dụng phương pháp tạo phức hóa học để khử kim loại nặng:

Hoạt động của phương pháp tạo phức hóa học:

Chọn chất chelating (chất hóa hợp): Đầu tiên, một chất chelating (còn được gọi là chất hóa hợp) được chọn. Đây là một loại chất hoá học có khả năng tạo ra các phức hợp với kim loại nặng.

Thêm chất chelating vào nước thải: Chất chelating được thêm vào nước thải chứa kim loại nặng. Các phân tử của chất chelating gắn kết với các ion kim loại nặng trong nước thải.

Tạo phức hợp hóa học: Các ion kim loại nặng được gắn kết với chất chelating để tạo thành các phức hợp hóa học. Các phức hợp này thường ít tan trong nước và có thể hình thành các hạt lớn hoặc kết tủa.

Lắng xuống hoặc tách ra khỏi nước thải: Các phức hợp hóa học hoặc các hạt kết tủa lớn hơn có khả năng lắng xuống dưới tác động của trọng lực hoặc được tách ra bằng các phương pháp cơ học, chẳng hạn như sử dụng bộ lọc.

Ưu điểm của phương pháp tạo phức hóa học:

Hiệu quả trong việc khử kim loại nặng: Phương pháp này thường hiệu quả trong việc loại bỏ kim loại nặng khỏi nước thải bằng cách tạo ra các phức hợp ít tan.

Điều chỉnh pH không cần thiết: So với một số phương pháp khác, phương pháp tạo phức hóa học thường không yêu cầu điều chỉnh pH đặc biệt để thực hiện quá trình.

Ổn định với thời gian: Các phức hợp hóa học thường ổn định với thời gian, giúp kim loại nặng không tái tan và lưu trữ an toàn.

Nhược điểm của phương pháp tạo phức hóa học:

Yêu cầu chất chelating: Phương pháp này đòi hỏi sử dụng chất chelating chất lượng cao và hiệu quả để tạo phức hợp hóa học.

Khả năng tái sử dụng: Một số phức hợp hóa học có thể khó tái chế hoặc tái sử dụng, dẫn đến vấn đề quản lý chất thải.

Khả năng tương tác với các chất khác: Các chất chelating có thể tương tác với các chất khác trong nước thải và gây ra tác động phụ.

Phương pháp tạo phức hóa học là một trong những phương pháp hữu ích để khử kim loại nặng trong nước thải. Tuy nhiên, việc lựa chọn và quản lý chất chelating cẩn thận là cần thiết để đảm bảo hiệu quả và an toàn của quá trình.

2.3.2. Các ứng dụng trong việc xử lý nước thải công nghiệp

Phương pháp kết tủa hóa học được sử dụng rộng rãi trong việc xử lý nước thải công nghiệp để loại bỏ các chất ô nhiễm, tạp chất và hạt bẩn từ nước thải. Dưới đây là một số ứng dụng cụ thể của phương pháp kết tủa hóa học trong xử lý nước thải công nghiệp:

Khử kim loại nặng: Phương pháp này được sử dụng để khử kim loại nặng như chì, cadmium, thủy ngân, và nickel khỏi nước thải công nghiệp. Các chất hoá học được thêm vào nước thải để tạo ra các cặn kết tụ, trong đó các ion kim loại nặng bám vào và lắng xuống.

Xử lý nước thải mạ crom: Các ngành công nghiệp sử dụng mạ crom thường tạo ra nước thải chứa các ion crom. Phương pháp kết tủa hóa học có thể được áp dụng để chuyển crom từ dạng hòa tan thành dạng cặn, giúp loại bỏ crom từ nước thải.

Loại bỏ chất hữu cơ: Các chất hữu cơ, như dầu mỡ, chất độc hại hữu cơ và các hợp chất hữu cơ khác trong nước thải công nghiệp, có thể được loại bỏ bằng cách sử dụng phương pháp kết tủa hóa học để tạo ra các cặn kết tụ.

Xử lý nước thải chứa phốt pho: Các ngành công nghiệp như sản xuất thực phẩm, dược phẩm, và phân bón thường tạo ra nước thải chứa lượng lớn phốt pho. Phương pháp kết tủa hóa học có thể được sử dụng để tạo ra các phức hợp hóa học với phốt pho và loại bỏ nó khỏi nước thải.

Xử lý nước thải từ ngành công nghiệp giấy và dệt may: Các ngành công nghiệp này thường tạo ra nước thải chứa các hạt bẩn, màu sắc và chất hữu cơ. Phương pháp kết tủa hóa học có thể được sử dụng để loại bỏ các hạt bẩn và tạp chất, làm cho nước thải trở nên trong suốt hơn.

Xử lý nước thải từ ngành công nghiệp mạ điện: Các ngành công nghiệp sử dụng mạ điện thường tạo ra nước thải chứa kim loại nặng. Phương pháp kết tủa hóa học có thể được sử dụng để tạo ra các phức hợp hóa học với các kim loại nặng và khử chúng khỏi nước thải.

3. Các ứng dụng thực tế của xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học

Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học có rất nhiều ứng dụng thực tế trong các lĩnh vực khác nhau. Dưới đây là một số ví dụ về các ứng dụng thực tế của xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học:

Xử lý nước thải đô thị:

Trong các đô thị, nước thải từ các hộ gia đình, cơ sở sản xuất và cơ sở dịch vụ cần được xử lý trước khi xả ra môi trường. Các phương pháp hóa học như khử trùng bằng clo, kết tủa để loại bỏ tạp chất và chất hữu cơ có thể được sử dụng để đảm bảo nước thải an toàn và phù hợp với tiêu chuẩn môi trường.

Xử lý nước thải công nghiệp: Các ngành công nghiệp sản xuất, như công nghiệp hóa chất, thực phẩm, giấy, dệt may và điện tử, thường tạo ra nước thải chứa các hạt bẩn, chất ô nhiễm hữu cơ và kim loại nặng. Phương pháp kết tủa, flocculation và sử dụng chất hoá học để khử kim loại nặng là những cách thông dụng để xử lý nước thải trong các ngành công nghiệp này.

Xử lý nước thải hạt vàng: Trong các ngành công nghiệp khai thác vàng, nước thải thường chứa hạt vàng và các chất hoá học độc hại. Phương pháp kết tủa hóa học có thể được sử dụng để tách hạt vàng ra khỏi nước thải, giúp giảm thiểu tác động tiêu cực lên môi trường.

Xử lý nước thải từ công nghệ mạ điện: Các công nghệ mạ điện thường tạo ra nước thải chứa các ion kim loại nặng. Phương pháp tạo phức hóa học có thể được áp dụng để tạo ra các phức hợp không tan với kim loại nặng, làm cho chúng lắng xuống và loại bỏ khỏi nước thải.

Xử lý nước thải từ ngành sản xuất dầu khí: Các ngành công nghiệp sản xuất dầu khí thường tạo ra nước thải chứa dầu mỡ và các chất hữu cơ. Phương pháp flocculation và sử dụng chất hoá học có thể giúp tạo ra các cục cặn kết tụ và loại bỏ dầu mỡ từ nước thải.

Tái sử dụng nước: Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học cũng có thể tạo điều kiện cho tái sử dụng nước. Sau khi xử lý, nước thải có thể được tinh chế và sử dụng lại trong các ứng dụng không đòi hỏi nước tinh khiết.

Như vậy, xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học có nhiều ứng dụng thực tế quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau, giúp bảo vệ môi trường và tài nguyên nước ngọt.

Phương pháp hóa học trong xử lý nước thải có tầm quan trọng trong việc loại bỏ chất ô nhiễm. Tuy nhiên, sử dụng phương pháp hóa học cần yêu cầu kiến thức kỹ thuật cao để lựa chọn và áp dụng chất hoá học phù hợp và điều chỉnh các tham số quá trình. Hi vọng những kiến thức môi trường FEC cung cấp sẽ giúp ích cho bạn đọc khi cần xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học.