Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học

Xử lý nước thải là quá trình loại bỏ các chất ô nhiễm trong nước thải để đảm bảo nước sau khi xử lý có thể tái sử dụng hoặc xả thải an toàn mà không gây hại cho môi trường. Phương pháp hóa học là một trong những phương pháp hiệu quả được sử dụng để xử lý nước thải. Bài viết này, Công ty môi trường Envico sẽ giới thiệu cho bạn đọc về xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học.

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 hóa chất (như clo, ozon và các chất flocculant,…)  để loại bỏ, khử trùng hoặc biến đổi các hợp chất ô nhiễm trong nước thải. Phương pháp này thường được áp dụng trong các trường hợp nước thải chứa các hợp chất độc hại hoặc không thể loại bỏ bằng cách sử dụng các phương pháp vật lý hoặc sinh học.

Hình 1 : Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học

Một vấn đề quan trọng cần lưu lý là việc sử dụng hóa chất để xử lý nước thải dù ít hay nhiều, đều sẽ có nguy cơ gây hại với môi trường, động vật thủy sinh. Chính vì thế việc xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học cần phải được thực hiện bởi những người có kinh nghiệm, nhằm hạn chế tối đa nhất những tác hại mà nó mang đến cho môi trường.

Các phương pháp hóa học trong xử lý nước thải

Phương pháp tạo kết tủa

Phương pháp kết tủa là phương pháp được đánh giá cao dùng để xử lý các kim loại nặng và các loại tạp chất này. Phương pháp này sử dụng hai quá trình kết tủa cơ bản là kết tủa Hydroxit và kết tủa Canxi Cacbonat. 

Trong nước thải thường chứa các hỗn hợp như các kim loại nặng (Cu, Pb, Ni, Mg), tạp chất,… Những chất này có thể gây hại nghiêm trọng cho môi trường và sức khỏe con người đặc biệt nó sẽ ảnh hưởng đến giai đoạn xử lý tiếp theo trong quá trình xử lý nước thải,. Do đó, cần có phương pháp xử lý hiệu quả để có thể giảm nồng độ các chất ô nhiễm đến mức an toàn để đảm bảo nước thải được xử lý tối ưu nhất trước khi xả ra môi trường.

Hình 2 : Phương pháp kết tủa

Cơ chế hoạt động của phương pháp tạo kết tủa là sẽ cho các chất hóa học vào trong nước thải, các chất này sẽ phản ứng với các ion kim loại có trong nước thải, tạo thành các kết tủa không tan, các chất kết tủa này sẽ kết hợp với nhau tạo thành các hạt kết tủa lớn hơn và lắng xuống dưới nhờ trọng lực. Nước sau xử lý sẽ chảy qua bể tiếp theo còn cặn lắng sẽ được đưa ra bể chứa bùn hoặc bể lắng bùn để tiến hành xử lý bùn. 

Lưu ý: Trước khi châm hóa chất vào cần xác định nồng độ pH để quá trình tạo kết tủa đạt được hiệu quả tốt nhất.

Một số chất kết tủa thường được sử dụng là 

Ferric Chloride (FeCl₃) 

Ferric Chloride + Vôi (Ca(OH)₂):

Phèn Nhôm (Alu – Al₂(SO₄)₃):₄

Sulfat Sắt + Vôi (Ca(OH)₂):

Phương pháp trung hòa

Nồng độ pH có trong nước thải cao hoặc thấp sẽ ảnh hưởng đến điều kiện phát triển của vi sinh vật, gây hậu quả xấu đến quá trình phân hủy các chất ô nhiễm và làm ảnh hưởng đến các quá trình xử lý tiếp theo. Chính vì thế cần sử dụng phương pháp trung hòa để đưa nồng độ pH về ngưỡng trung tính (từ 6.5 – 8.5). Ngưỡng tốt nhất để hệ thống xử lý nước thải đạt hiệu quả cao. 

Nói cách khác, phương pháp trung hòa trong xử lý nước thải là tạo ra môi trường sống thích hợp cho vi sinh vật tham gia vào quá trình phân hủy các chất ô nhiễm trong nước thải. 

Hình 3 : Phương pháp trung hòa

Nguyên lý cơ bản của phương pháp trung hòa đó chính là phản ứng hóa học giữa axit với kiềm, muối với axit hoặc kiềm. Một số tác nhân tham gia phản ứng trung hòa như 

• Nước thải chứa nhiều axit: NaOH, KOH, Na2CO3, NH4OH, CaCO3, MgCO3, vôi,…
• Nước thải chứa kiềm: H2SO4, HNO3, HCl, muối axit
• Nước thải nhiễm kim loại nặng: CaO, CaOH, Na2CO3, NaOH

Các phương pháp trung hòa nước thải :

•  Trộn lẫn nước thải chứa kiềm hoặc nước thải chứa axit
•  Bổ sung các chất hóa học có tính axit hoặc kiềm
• Dùng khí thải để trung hòa nước thải, giảm lượng khí ô nhiễm
• Lọc nước axit qua vật liệu lọc có tác dụng trung hòa. 

Phương pháp oxy hóa khử

Phương pháp oxi hóa khử sử dụng các phản ứng oxi hóa (mất electron) và khử (nhận electron) để để chuyển các chất hữu cơ khó phân hủy và các chất độc hại thành dạng ít độc hại hơn và dễ dàng tách ra khỏi nước thải.

Hình 4 : Phương pháp oxy hóa khử

Phương pháp oxy hóa thường sử dụng các chất để oxy hóa như : NaClO, CI2, Ca(CIO), HCLO, O3,… Bên cạnh đó, sử dụng Clo là một chất oxy hóa mạnh để tách các chất như H2S, hydrosunfit, các hợp chất chứa metyl sunfit, phenol,.. xyanua ra khỏi nước thải.

Quá trình oxy hóa Clo diễn ra theo phản ứng như sau :

–         Cl2 + H2o => HOCL + HCIHOCL ⇔ H + + OCl-

Những hợp chất tham gia quá trình khử là : NaHSO3, FeSO4, H2SO4, SO2,… Tổng Clo, HOCl và OCl- được gọi là Clo hoạt tính hoặc Clo tự do.

Phương pháp ozon hóa (O3)

Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học ozon hoá là phương pháp sử dụng khí ozon (O3) để tạo ra các phản ứng oxi hóa mạnh mẽ trong nước thải. Ozon là một chất oxi hóa mạnh và có khả năng phá vỡ các liên kết hóa học trong các hợp chất phức tạp. Nó thường dùng để khử các chất như H2S, Phenol, các chất tẩy, dệt nhuộm, khử mùi,…

Hình 5 : Phương pháp ozon hóa (O3)

Sau quá trình ozon hóa, số lượng vi khuẩn sẽ bị tiêu diệt đến hơn 99%.

Tuy nhiên cần lưu ý rằng quá trình ozon hoá cần kiểm soát cẩn thận về việc sử dụng lượng khí ozon thích hợp và thời gian tiếp xúc để đảm bảo hiệu quả và tránh tạo ra các chất phụ trợ có thể gây hại. 

Tùy thuộc vào tính chất cụ thể của nước thải và các chất gây ô nhiễm có trong đó, người ta có thể chọn sử dụng loại chất oxi hóa phù hợp để đạt được hiệu suất tốt nhất trong việc xử lý nước thải. 

Phía trên Envico đã cung cấp các phương pháp xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học, tiếp theo sẽ cung cấp cho các bạn ưu nhược điểm của phương pháp này, để các bạn có thể lựa chọn thực hiện phương pháp này một cách tối ưu nhất. 

Ưu nhược điểm khi xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học?

Cũng giống như các phương pháp khác xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học cũng sẽ có các ưu, nhược điểm riêng. Chính vì thế cần phải xem xét đẩy đủ để có thể đánh giá được hiệu quả và khả năng áp dụng của phương pháp này. 

Ưu điểm: 

• Hiệu quả loại bỏ các chất gây ô nhiễm: Các phương pháp hóa học thường rất hiệu quả trong việc loại bỏ các chất gây ô nhiễm như vi khuẩn, vi sinh vật, kim loại nặng, hợp chất hữu cơ và các hợp chất độc hại khác.
• Đạt hiệu quả nhanh: Một số phương pháp hóa học có thể đạt kết quả nhanh chóng, đặc biệt là trong việc tiêu diệt vi khuẩn và vi sinh vật.
• Dễ kiểm soát: Các phương pháp hóa học thường khá linh hoạt và dễ kiểm soát, cho phép điều chỉnh các yếu tố như lượng chất hoá học, thời gian tiếp xúc, và điều kiện môi trường để đạt được hiệu suất tốt nhất.
• Xử lý hiệu quả các chất khó phân hủy: Một số hợp chất hữu cơ khó phân hủy có thể được xử lý hiệu quả bằng phương pháp hóa học, đặc biệt là sử dụng các chất oxi hóa mạnh như ozon.

Hình 6 : Hệ thống xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học

Nhược điểm:

• Tạo ra sản phẩm phụ độc hại: Một số phản ứng hóa học có thể tạo ra các sản phẩm phụ độc hại hoặc không mong muốn, gây tác động xấu lên môi trường hoặc con người.
• Chi phí cao: Sử dụng các chất hoá học và thiết bị phải tính đến chi phí cao, bao gồm cả chi phí mua sắm và vận hành.
• Yêu cầu kiến thức chuyên sâu: Thiết kế và thực hiện các quá trình hóa học đòi hỏi kiến thức chuyên sâu về hóa học và kỹ thuật xử lý nước thải, để có thể hạn chế tối đa các rủi ro. 
• Tiềm ẩn nguy cơ sự cố: Sự cố trong quá trình hóa học có thể gây ra các vấn đề nghiêm trọng như rò rỉ chất hoá học hoặc phản ứng không mong muốn, ảnh hưởng đến an toàn và môi trường.

Tóm lại, xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học có thể rất hiệu quả trong việc loại bỏ các chất gây ô nhiễm, nhưng cần phải xem xét cẩn thận để đảm bảo rằng các vấn đề về an toàn, môi trường và kinh tế được quản lý một cách tốt nhất.

Qua bài viết, chúng tôi đã cung cấp các nội dung liên quan đến xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học, nếu có thắc mắc hoặc có nhau cầu cần tư vấn, xây dựng hệ thống xử lý nước thải hãy liên hệ ngay với chúng tôi nhé. Chúng tôi sẽ tư vấn và đưa ra những giải pháp hiệu quả và tiết kiệm nhất cho doanh nghiệp của bạn. 

CÔNG TY CỔ PHẦN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG ENVICO

Địa chỉ: Lầu 3, Indochina Tower, 4 Nguyễn Đình Chiểu, P. ĐaKao, Quận 1, Tp. HCM

Hotline: 0909 794 445 (Mr.Huy)

Điện thoại: (028) 66 797 205

E-mail: admin@envico.vn

Website: Congnghemoitruong.net 

Fanpage : Môi trường Envico