Các phương pháp trung hòa nước thải phổ biến

Trong nước thải thường chứa các chất axit hoặc kiềm với nồng độ cao khi thải ra môi trường thường gây ảnh hưởng xấu đến hệ sinh thái. Do đó, người ta thường sử dụng phương pháp trung hòa nước thải để đưa nồng độ pH về mức an toàn. Cùng Biogency tìm hiểu các phương pháp trung hòa nước thải nhé!

Thế nào là phương pháp trung hòa nước thải?

Phương pháp trung hòa nước thải được thực hiện nhằm mục đích làm thay đổi độ pH  của nước thải xuống mức trung tính. Thông thường nước thải có nồng độ axit và kiềm khá lớn do đó  cần được đưa về trị số ở mức 6,5 – 8,5. Khi pH trung hòa sẽ tạo điều kiện để các vi sinh vật sinh phân hủy chất ô nhiễm trong nước thải dễ dàng sinh trưởng và phát triển. Phương pháp này bao gồm các phản ứng diễn ra giữa các cặp chất axit và kiềm, muối và axit, muối và kiềm.

Mục đích của trung hòa nước thải

Mỗi ngành công nghiệp sẽ có các thành phần nước thải khác nhau. Ví dụ: Nhà máy chế biến thực phẩm thành phần chủ yếu là các chất hữu cơ, các ngành công nghiệp xi mạ sẽ có thành phần chủ yếu là kim loại nặng… 

Trong nhiều ngành công nghiệp, nước thải có độ axit rất cao (ví dụ như nước thải từ nhà máy sản xuất giấy). Nước thải này có khả năng ăn mòn vật liệu các công trình xử lý và phá vỡ các quá trình sinh hóa trong các công trình sinh học. Để phòng tránh hiện tượng xâm thực ở các công trình thoát nước và để các quá trình sinh hóa ở các công trình làm sạch trong hồ, sông không bị phá hoại, người ta sử dụng biện pháp trung hòa nước thải. Phương pháp này còn góp phần tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình xử lý tiếp theo, đặc biệt là xử lý sinh học.

Về cơ bản thì phương pháp trung hòa tạo điều kiện để phản ứng hóa học giữa một chất có tính axit và một chất có tính bazơ xảy ra, theo thời gian phản ứng sẽ làm mất tính đặc trưng của hai chất đó và độ pH sẽ trở về mức cân bằng: H OH- = H2O.

Các phương pháp trung hòa nước thải

Các phương pháp trung hòa nước thải bao gồm:

Trung hòa nước thải bằng các hợp chất lý – hóa

Phương pháp này thường được sử dụng để trung hòa nước thải có chứa axit bao gồm 3 loại:

• Nước thải chứa axit HCl, HNO3 với muối canxi dễ tan trong nước.
• Nước thải chứa axit H2SO4, H2CO3 với muối canxi khó tan trong nước.
• Nước thải chứa các axit yếu như CH3COOH.
• Để trung hòa các axit vô cơ, bạn có thể dùng bất kỳ hợp chất nào có OH- trong dung dịch, phổ biến nhất là Ca(OH)2 dạng nhão hay vôi sữa, CaCO3, MgCO3 ở dạng bột,…
• Trong quá trình lựa chọn hóa chất cần căn cứ vào các yếu tố như: Đặc tính nước thải, nồng độ của nước và dạng muối tạo thành sau khi trung hòa.

Đối với axit hữu cơ, người ta thường dùng dung dịch vôi tôi từ 5 – 10% hoặc dung dịch vôi tôi cùng nước amoniac NH4OH 25%. Sử dụng amoniac kết hợp sẽ góp phần tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình sinh hóa tiếp theo và giảm được hàm lượng cặn vôi.

Nhược điểm của phương pháp trung hòa bằng hợp chất lý – hóa:

Trong quá trình trung hòa các axit mạnh, muối canxi của chúng rất khó tan trong nước. Các muối canxi này không những ở dạng lắng cặn mà còn đóng một lớp dày trên bề mặt vật liệu, nếu lớp này xuất hiện với nồng độ cao sẽ làm cản trở quá trình phản ứng.

Trung hòa bằng cách trộn lẫn nước thải chứa axit và nước thải chứa kiềm

Quá trình này diễn ra khi hỗn hợp có độ pH từ 6.4 đến 8.5. 

Cả hai loại nước thải chứa axit và kiềm đều có chế độ thải nước khác nhau. Nước thải chứa axit được thải ra đều đặn còn nước thải chứa kiềm chỉ thải theo chu kỳ, vì thế đối với nước thải kiềm cần xây dựng bể điều hòa để xử lý và thể tích của bể phải vừa đủ để chứa nước thải kiềm trong thời gian một ngày đêm. Từ bể điều hòa, nước thải kiềm sẽ được xả đều đặn vào ngăn phản ứng, chúng sẽ trộn lẫn chung với ngăn axit để quá trình trung hòa được diễn ra nhanh chóng.

Dung dịch vôi sữa nồng độ 10% được chuẩn bị trong các thùng chứa sau đó được đưa vào nước thải nhờ máy bơm hoặc các thiết bị định lượng. Các thiết bị định lượng sau đó được vào chung một khối với hệ thống để đo pH và đảm bảo cho trạm trung hòa làm việc tốt và liên tục. Để vận chuyển dung dịch này trong hệ thống người ta dùng các ống polyetylen và bơm chịu axit. Tốc độ chuyển động các dung dịch trong các ống 1,5 m/s.

Thời gian tiếp xúc giữa nước thải và hóa chất bên trong bể phản ứng không được quá thời gian 5 phút. Nếu lượng nước thải không quá lớn thì nên dùng những bể trung hòa kiểu tiếp xúc (làm việc gián đoạn theo định kỳ). Trong trường hợp lưu lượng nước thải lớn bạn nên dùng bể trung hoà hoạt động liên tục.

Trong quá trình tách các hỗn hợp không tan canxi cacbonat và hidroxit kim loại nặng trong nước thải, dùng loại bể lắng bất kỳ để trung hòa với thời gian lưu nước là 2 giờ. Tuy nhiên cũng có thể giảm thời gian lắng bằng cách cho vào các chất trợ đông tụ (như polyacrylamide) với điều kiện phải tối ưu về liều lượng, độ pH của nước,…

Nhược điểm của phương pháp trộn lẫn axit và kiềm:

• Tốn thời gian xác định sự cân đối giữa 2 lượng nước thải và tính toán kỹ lưỡng theo chu kỳ.
• Mất chi phí đầu tư lắp đặt bể điều hòa và ngăn axit.
• Thời gian lưu nước lâu và cần cân nhắc về liều lượng.

Trung hòa nước thải kiềm bằng khí thải và khói lò hơi

Khí từ lò hơi thường chứa khoảng 14% CO2. Khí này khi tan trong nước sẽ hình thành axit cacbonic. Do đó người ta thường dùng CO2 thổi vào nước thải nhằm trung hòa. Công thức trung hòa như sau:

• CO2 + H2O  => H2CO3
• H2CO3 + 2NaOH  => Na2CO3 + H2O
• H2CO3 + Na2CO3+ H2O  => 2NaHCO3 + H2O

Nên lắp thiết bị quạt trong ống khói, các ống dẫn khí thải được đưa về để sục khí thải cùng thiết bị lọc để khử sunfua và giữ lại các hạt than chưa cháy. Khí thải từ ống khói sau đó tác dụng với khí hydro sunfua từ nước thải. Khí H2S cần được đốt cháy, hấp phụ và giữ lại trước khi thổi vào khí quyển để tránh gây độc hại cho môi trường và sức khỏe như ngăn chặn sự phát triển của cây, tê liệt hệ thần kinh khứu giác con người.

Trung hòa nước thải chứa axit bằng vật liệu lọc trung hòa

Đối với nước thải chứa HNO3, HCl, các axit sunfuric hàm lượng dưới 5 gram/lít và không chứa muối kim loại, người ta trung hòa chúng bằng phương pháp lọc liên tục qua các lớp vật liệu lọc trung hòa. 

Sau khi trung hòa nước thải, các chỉ tiêu ô nhiễm như BOD, COD và nồng độ các chất hữu cơ, lắng cặn trong nước thải vẫn còn khá cao. Do đó, lượng nước này sẽ được đưa vào hệ thống xử lý nước thải để đầu ra đạt tiêu chuẩn thải vào môi trường. Nhằm giúp quá trình xử lý nước thải diễn ra thuận lợi và an toàn, các chuyên gia khuyên bạn nên sử dụng các loại men vi sinh xử lý như sau:

Hy vọng qua bài viết trên, bạn đã nắm rõ các phương pháp trung hòa nước thải phổ biến nhất cũng như các sản phẩm hỗ trợ xử lý nước thải hiệu quả. Liên hệ với Biogency qua HOTLINE 0909 538 514 để được tư vấn thêm các phương pháp khác cũng như hỗ trợ đặt mua sản phẩm Microbelift miễn phí.