[Chi tiết] Cách xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý

Để xử lý nguồn nước thải, hiện nay có rất nhiều phương pháp khác nhau và tùy vào đặc tính của nước thải, quy mô và nhu cầu của từng doanh nghiệp sẽ triển khai xử lý theo các phương pháp khác nhau. Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý đã và đang được áp dụng rộng rãi bởi khả năng kiểm soát cũng như hạn chế tình trạng ô nhiễm nguồn nước thải hiệu quả. Vậy bạn đọc cùng GMC Vina tìm hiểu thêm một số thông tin hơn về phương pháp xử lý này nhé!

Thông tin cơ bản về phương pháp hóa lý xử lý nước thải

Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý là quá trình đưa hoạt chất vào nguồn nước thải nhằm tạo ra phản ứng nhằm loại bỏ những tạp chất có trong nước thải một cách hoàn toàn.

Trong quá trình thực hiện, những phản ứng sẽ diễn ra:

• Phản ứng oxi hóa khử
• Phản ứng kết tủa hoặc phân hủy các nhóm chất độc hại.

Ứng dụng:

• Phương pháp hóa lý xử lý nước thải thường được áp dụng đối với nhóm nước thải sản xuất ô nhiễm hóa chất, kim loại nặng hoặc có độ màu cao
• Có thể kết hợp cùng các hạng mục bể sinh học khác để xử lý hầu hết các loại nước thải.

Lợi thế khi xử lý nước thải của bằng phương pháp hóa lý

• Hiệu quả cao: Phương pháp hóa lý có khả năng loại bỏ hiệu quả nhiều chất ô nhiễm khác nhau kể cả những chất ô nhiễm có nồng độ cao
• Xử lý nhanh: Phương pháp này có thời gian xử lý khá ngắn thích hợp với trường hợp cần xử lý nhanh chóng
• Không phụ thuộc nhiệt độ: Áp dụng phương pháp hóa lý xử lý nước thải có khả năng hoạt động hiệu quả trong nhiều điều kiện môi trường khác nhau
• Dễ dàng vận hành: Quy trình vận hành đơn giản, dễ dàng kiểm soát và không yêu cầu quá nhiều về mặt kỹ thuật.

Các cách xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý hiệu quả

Để có cách xử lý hiệu quả nhất, tùy thuộc vào tính chất, đặc điểm của mỗi nguồn nước thải các đơn vị sẽ sử dụng phương pháp sao cho phù hợp. Dưới đây là một số phương pháp hóa lý được áp dụng trong xử lý nước thải.

Phương pháp keo tụ - tạo bông

Các chất rắn lơ lửng có trong nước thải sẽ có kích thước từ 0,1 – 10 mm, tồn tại trong trạng thái lơ lửng không lắng và không nổi do đó rất khó để xử lý triệt để được vấn đề này. Khi bổ sung keo tụ vào bên trong nước thải sẽ khử mùi, khử màu, khử các cặn lơ lửng cùng các vi sinh vật tồn tại trong nước thải.

Phương pháp này tiếp xúc giữa các hạt có xu hướng hút nhau nhờ có lực hút của Vaander Waal và va chạm nhau bởi chuyển động Brown làm đảo trộn dòng nước.

• Quá trình keo tụ: tính bền từ các hạt keo trong quá trình trung hòa diện tích. Nhờ điều này mà tính bề hóa của các hạt keo này nhờ lực đẩy tĩnh điện.
• Quá trình tạo bông: các hạt keo có xu hướng tiếp xúc, va chạm và liên kết với nhau từ đó hình thành những bông cặn có kích thước lớn hơn dễ tạo điều kiện thuận lợi giúp các tạp chất dễ dàng lắng xuống.

Áp dụng phương pháp keo tụ - tạo bông xử lý nước thải

Một số chất keo tụ thường được sử dụng:

• Muối nhôm Al2(SO4)3 được sử dụng rộng rãi bởi công năng dễ sử dụng đồng thời cho hiệu quả cao, chi phí thấp.
   
• Muối sắt FeCl3 sở hữu nhiều lợi thế ưu việt hơn khi sử dụng muối nhôm:
  • Hoạt động mạnh mẽ ở môi trường thấp
  • Độ bền cao
  • Khử mùi H2
  • pH rộng.
  • Chất trợ keo tụ

Với tính năng làm giảm thời gian keo tụ tạo bông, người ta thường cho thêm các chất keo tụ làm tăng quá trình lắng của các hạt bông cặn. Những chất trợ keo được dùng nhiều nhất: polyacrylamide (CH2CHCONH2)n, tinh bột, xenlulo, dextrin (C6H10O5)n, dioxit silic hoạt tính (xSiO2.Yh2O)...

Ưu điểm

• Hiệu quả tích cực trong xử lý các chất rắn lơ lửng, giảm độ đục của nước thải
• Chi phí thấp hơn so với một số phương pháp.

Nhược điểm

• Có thể tạo bùn thải với khối lượng lớn và cần xử lý thêm
• Hóa chất keo tụ sử dụng có thể ảnh hưởng đến độ pH của nước thải và cần điều chỉnh độ pH sau xử lý.

Phương pháp hóa lý trao đổi ion

Trao đổi ion được dùng để tách các kim loại nặng như Cu, Zn, Hg, Pb, Cr, Ni, Cd... ra khởi nguồn nước thải. Bên cạnh đó, trao đổi ion còn là khái niệm bao gồm chuỗi phản ứng hóa học đổi chỗ nhau gồm các ion pha lỏng và ion pha rắn.

Ứng dụng của phương pháp trao đổi ion:

• Xử lý nước thải xi mạ
• Xử lý nước thải sơn tĩnh điện
• Xử lý nước thải dệt nhuộm
• Xử lý nước thải công nghiệp

Hai phương pháp trao đổi ion cơ bản

• Trao đổi ion với lớp nhựa chuyển động (liên tục)
• Trao đổi ion với lớp nhựa đứng yên (gián đoạn)

Ưu điểm

• Xử lý triệt để các thành phần ô nhiễm trong nước thải
• Các hạt nhựa ion có chi phí thường có chi phí thấp, ít tiêu tốn năng lượng nên có thể tái sinh nhiều lần
• An toàn và thân thiện với môi trường

Nhược điểm

• Chi phí đầu tư cho vật liệu trao đổi khá cao
• Vật liệu được sử dụng cần được tái sinh định kỳ để có thể duy trì hiệu quả. 

Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý - trao đổi ion

Phương pháp trích ly

Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý bằng trích ly dùng để xử lý nước thải có nồng độ ô nhiễm từ 3 – 4 g/l, áp dụng khi làm sạch nước chứa kim loại nặng, dầu mỡ, phenol, axit hữu cơ...

3 giai đoạn trong quá trình trích ly

• Giai đoạn 1: hòa trộn chất trích ly với nước thải hình thành thêm 2 pha lỏng.
• Giai đoạn 2: tách biệt 2 pha lỏng
• Giai đoạn 3: tái sinh chất trích ly.

Các loại dung môi trích ly thường được sử dụng

• Hexan: trích ly dầu mỡ, các hợp chất hữu cơ không phân cực 
• Dichloromethane: trích ly các hợp chất hữu cơ phân cực, các kim loại nặng
• Ethanol: trích ly hợp chất hữu cơ phân cực, hợp chất phenolic

Ưu điểm

• Hiệu quả cao với những nguồn nước thải ô nhiễm không tan hoặc không thể tự lắng như dầu mỡ, thuốc nhuộm
• Có thể thu hồi một số chất ô nhiễm để tái sử dụng.

Nhược điểm

• Chi phí cao do sử dụng thêm dung môi hữu cơ
• Dung môi hữu cơ có thể gây hại đến môi trường và cần xử lý thêm.

Phương pháp tuyển nổi

Phương pháp tuyển nổi được sử dụng tách các chất không tan (dầu, mỡ) hoặc không thể tự lắng bằng cách sử dụng các chất hoạt động bề mặt hoặc các chất thấm ướt.

Bể tuyển nổi gồm 2 dạng, dạng đứng và dạng vuông. Phân loại:

• Tuyển nổi cơ học
• Tuyển nổi chân không
• Tuyển nổi áp lực
• Phương pháp hấp phụ

Nguyên lý hoạt động

Bơm áp lực có vai trò dẫn nước đi vào bồn khí tan. Tại đây, quá trình nén khí diễn ra dễ dàng hòa trộn nước và không khí với nhau. Nước dần dần được bão hòa chảy vào bể tuyển nổi đi qua van giảm áp suất, áp suất đột ngột. Các hạt cặn dính bám vào dòng không khí hòa tan, quá trình được gọi là tuyển nổi.

Ưu điểm

• Có thể loại bỏ hoàn toàn các chất ô nhiễm trong nước, trong đó hiệu quả xử lý chất rắn lơ lửng lên đến 90 – 95%
• Tiết kiệm thời gian xử lý, tiết kiệm chi phí đầu tư
• Giảm được dung tích trong bể tuyển nổi
• Có thể kết hợp với nhiều hóa chất để làm tăng hiệu quả xử lý nước thải
• Bùn thu có thể sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau.

Nhược điểm

• Cần có sự hỗ trợ của các thiết bị chuyên dụng để tạo bọt khí
• Gây ra tiếng ồn trong quá trình vận hành.

Phương pháp tuyển nổi xử lý nước thải

Phương pháp hấp phụ

Hấp phụ là phương pháp dùng than hoạt tính để tách các chất hữu cơ như phenol, alkyl benzene – sulphonic acid, thuốc nhuộm, khử thủy phân, tách các chất nhuộm khó phân hủy.

Quá trình hoạt động gồm 3 giai đoạn:

• Giai đoạn 1: Tập hợp các chất cần hấp phụ
• Giai đoạn 2: Thực hiện quá trình hấp phụ
• Giai đoạn 3: Đưa các chất ô nhiễm tiếp xúc với các hạt hấp phụ (than hoạt tính).

Nguyên lý hoạt tính

Phương pháp hấp phụ sử dụng than hoạt tính nhờ khả năng lọc và xử lý nước một cách hiệu quả. Tuy nhiên, các chất trợ lắng polyelectrolyte làm tăng khả năng xử lý. Than hoạt tính sau đó được tái sử dụng. Trong quá trình diễn ra có khoảng từ 5 – 10% hạt than hoạt tính bị phá hủy và thay bằng các hạt than mới.

Các vật liệu hấp phụ sử dụng

• Tham hoạt tính: hấp phụ các chất hữu cơ, kim loại nặng cùng nhiều chất độc hại khác.
• Silica gel: hấp phụ tốt các chất hữu cơ phân cực, các hợp chất phenolic
• Zeolit: hấp phụ kim loại nặng, chất lỏng phóng xạ.

Ưu điểm

• Hiệu quả cao trong xử lý các chất ô nhiễm khó phân hủy, khử màu, mùi và nhiều chất độc hại khác.

Nhược điểm

• Cần thiết bị chuyên dụng để thu gom và tái sinh vật liệu hấp phụ
• Vật liệu hấp phụ có thể bị bão hòa sau một khoảng thời gian sử dụng và cần được thay thế.

Chi tiết quy trình của phương pháp hóa lý xử lý nước thải

Quy trình thực hiện phương pháp này sẽ bao gồm 5 bước:

Khảo sát và phân tích từng thành phần của nguồn nước thải

• Nguồn gốc nước thải: nguồn nước thải từ đâu (quá trình sản xuất, nông nghiệp, công nghiệp)?
• Lưu lượng nước thải: lượng nước thải trung bình mỗi ngày là bao nhiêu?
• Thành phần nước thải: trong nước thải có chứa những thành phần nào và nồng độ của chúng là bao nhiêu?

Sau khi có những thông số, tiến hành phân tích bằng nhiều phương pháp kết hợp cùng nhau để có thể xác định được chất ô nhiễm cùng nồng độ.

Lựa chọn phương pháp hóa lý phù hợp với tình trạng

Dựa trên kết quả phân tích đã có, bạn lựa chọn phương pháp xử lý phù hợp, có thể tham khảo một số gợi ý của GMC Vina:

• Nước thải chứa nhiều cặn, độ đục cao - chọn phương pháp keo tụ - tạo bông
• Nước thải chứa nhiều kim loại nặng - chọn phương pháp trao đổi ion
• Nước thải chứa nhiều dầu mỡ - chọn phương pháp tuyển nổi

Thiết kế hệ thống xử lý

Khi thiết kế, mọi người cũng cần lưu ý đến một số yếu tố như:

• Lưu lượng nước thải: kích thước của bể, công suất của máy bơm
• Thành phần nước thải: loại vật liệu sử dụng cùng thiết bị xử lý...
• Tiêu chuẩn nước thải cần đạt sau xử lý.

Vận hành và kiểm soát quá trình xử lý

Qúa trình vận hành hệ thống xử lý nước thải cần được giám sát và kiểm soát thường xuyên nhằm đảm bảo hiệu quả xử lý tốt nhất.

Những yếu tố cần được kiểm soát:

• Độ pH: kiểm soát độ pH của nước thải bằng các hóa chất điều chỉnh độ pH
• Nồng độ hóa chất: kiểm soát liều lượng hóa chất xử lý trong quá trình xử lý
• Lưu lượng nước thải: điều chỉnh lưu lượng sao cho phù hợp với công suất
• Chất lượng nước thải: tiến hành kiểm tra chất lượng nước thải bằng phương pháp phân tích.

Xử lý bùn thải (nếu có)

Khi có bùn thải, cần có phương pháp xử lý hợp lý để tránh ô nhiễm môi trường. Tham khảo một số phương pháp:

• Lắng cặn: tách bùn thải ra khỏi nước thải bằng phương pháp lắng trọng lực
• Khử nước: khử bùn thải bằng phương pháp ép, lọc...
• Sấy khô: sấy khô bùn thải để giảm khối lượng và dễ dàng xử lý
• Hoại hóa: hoại hóa bùn thải bằng phương pháp sinh học giúp làm giảm lượng bùn thải
• Tái chế: tái chế bùn thải thành phân bón hữu cơ,...

GMC Vina – đơn vị xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn

GMC Vina là đơn vị đã có nhiều năm kinh nghiệm trong lĩnh vực xử lý nước thải sản xuất, sinh hoạt, dệt nhuộm, chăn nuôi, y tế....Tùy vào từng loại nước thải và những yêu cầu về chất lượng nước thải sau khi xử lý mà chúng tôi sẽ linh động ứng dụng các phương pháp xử lý hợp lý nhất.

Hơn nữa, chúng tôi có đội ngũ kỹ thuật viên đã thực chiến tại nhiều dự án lớn nhỏ khác nhau chắc chắn sẽ mang đến cho quý khách hàng những giải pháp tối ưu nhất. Nếu bạn đang có nhu cầu xử lý nước thải hoặc có bất cứ câu hỏi nào liên quan cần được giải đáp hãy liên hệ đến hotline 0866.373.222 của GMC Vina để được hỗ trợ nhé!