Xử lý nước cấp, nước thải
Phương pháp xử lý nước thải hiện đại nhất
Th11
Phương pháp xử lý nước thải cần được phát triển theo hướng hiện đại, tự động hóa trong vận hành và quản lý để theo kịp tốc độ phát triển của các ngành công nghiệp, đáp ứng các yêu cầu xử lý cao các loại nước thải chứa nhiều thành phần độc hại, nguy hiểm của nhiều ngành nghề sản xuất mới.
Mỗi loại nước thải sẽ có thành phần các chất khác nhau, phù hợp cho từng phương pháp xử lý nước thải khác nhau. Do đó cần tính toán, thiết kế một hệ thống xử lý nước thải hiệu quả, phù hợp và tối ưu về kinh tế nhất.
1. Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học
Nước thải công nghiệp cũng như sinh hoạt thường chứa các chất tan và không tan ở dạng lơ lửng. Để tách các hạt lơ lửng ta thường sử dụng các quá trình thủy cơ, lọc qua lưới, lắng dưới tác dụng của lực trọng trường hoặc ly tâm. Navis Group xin trình bày sơ bộ các quá trình của phương pháp trong hệ thống xử lý nước thải như sau:
– Lọc qua song chắn hoặc lưới chắn: Đây là bước xử lý sơ bộ, mục đích là tác các tạp chất kích thước lớn có thể gây sự cố trong quá trình vận hành hệ thống như tắc bơm, tắc đường ống…
– Điều hòa lưu lượng: Được dùng để duy trì dòng thải vào gần như không đổi, khắc phục những vấn đề vận hành do sự dao động lưu lượng nước thải gây ra và nâng cao hiệu suất của các quá trình ở cuối dây truyền xử lý.
– Quá trình lắng: Sử dụng để loại các tạp chất ở dạng huyền phù thô ra khỏi nước. Sự lắng của các hạt xảy ra dưới tác dụng của trọng lực. Các bể lắng được thiết kế để làm việc phù hợp với từng lưu lượng dòng thải, đảm bảo thời gian lưu lớn hơn thời gian lắng hạt.
– Quá trình lọc: Được dùng để tách các tạp chất phân tán có kích thước nhỏ khỏi nước thải mà các bể lắng không thể loại được chúng. Quá trình lọc có thể xảy ra dưới áp suất thủy tĩnh hoặc áp suất chân không.
– Tách các hạt lơ lửng bằng lực ly tâm: Được sử dụng để nâng cao năng suất tách hạt. Thường sử dụng Cyclone thủy lực hoặc máy ly tâm.
2. Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý
Phương pháp hóa lý dựa trên các tính chất hóa học và vật lý để tách các chất ra khỏi nước thải. Các quá trình thường sử dụng là đông tụ, keo tụ, tuyển nổi, trao đổi ion, hấp phụ, tách bằng màng, điện hóa.
– Đông tụ và keo tụ: Để tách các hạt có kích thước nhỏ, ta cần tăng kích thước của hạt bằng cách liên kết chúng thành tập hợp hạt nhằm tăng vận tốc lắng của chúng. Các chất đông tụ thường là muối nhôm hoặc sắt như: Al2(SO4)3.18H2O, NaAlO2, Al2(OH)5Cl, KAl(SO4)2.12H2O, NH4(SO4)2.12H2O.
– Tuyển nổi: Để tách các tạp chất phân tán không tan, tự lắng kém ra khỏi pha lỏng. Quá trình được thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ vào trong pha lỏng. Các khí đó kết dính với các hạt và khi đủ lớn sẽ nổi lên bề mặt.
– Hấp phụ: Thường sử dụng than hoạt tính để hấp phụ các chất độc hại mà các phương pháp khác không xử lý được. Tuy nhiên phương pháp này thường áp dựng cho xử lý nước cấp hơn.
– Trao đổi ion: Được dùng để làm sạch nước hoặc nước thải khỏi các kim loại như Zn, Cu, Cr, Ni, Pb, Hg, Cd…cũng như các hợp chất của Asen, Photpho, Xyanua và chất phóng xạ.
– Tách bằng màng: Các kỹ thuật như điện thẩm tích, thẩm thấu ngược, siêu lọc…ngày càng được ứng dụng rộng rãi. Màng là một pha đóng vai trò ngăn cách giữa các pha khác nhau.
3. Xử lý nước thải bằng phương pháp điện hóa
– Sử dụng các quá trình oxy hóa cực anot và khử của catot, đông tụ điện…để làm sạch nước thải khỏi các hợp chất hòa tan và phân tán.
– Tất cả các quá trình này đều xảy ra trên các điện cực khi cho dòng điện một chiều đi qua nước thải.
– Các phương pháp điện hóa cho phép lấy ra từ nước thải các sản phẩm có giá trị bằng các sơ đồ công nghệ tương đối đơn giản và tự động hóa. Nhược điểm là tiêu hao điện năng lớn.
– Hiệu suất của phương pháp điện hóa được đánh giá bằng một loạt các yếu tố như mật độ dòng điện, điện áp, hệ số sử dụng hữu ích điện áp, hiệu suất theo dòng, hiệu suất theo năng lượng.
4. Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học
Các phương pháp hóa học trong xử lý nước thải gồm có phương pháp trung hòa và oxy hóa khử. Tất cả các phương pháp này đêu dùng các tác nhân hóa học nên chi phí tương đối cao. Đôi khi các phương pháp này được sử dụng để xử lý sơ bộ trước xử lý sinh học hay sau công đoạn này là lần xử lý nước cuối trước khi thải vào nguồn nước.
– Phương pháp trung hòa: Nước thải chứa các axit vô cơ hoặc kiềm cần được trung hòa dưa pH về khoảng 6.5 đến 8.5 trước khi thải vào nguồn nước hoặc sử dụng cho công nghệ tiếp theo.
– Phương pháp Oxy hóa khử: Sử dụng các chất oxy hóa như Clo ở dạng khí hoặc lỏng, Dioxyt clo, Clorat canxi, Pemanganat kali, Bichromate kali, Peoxythydro, ozone…Trong quá trình oxy hóa, các chất độc hại chuyển thành chất ít độc hại hơn và tách ra khỏi nước.
5. Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học
Phương pháp sinh học được sử dụng để làm sạch nước thải sinh hoạt cũng như nước thải công nghiệp có chứa nhiều chất hữu cơ hòa tan và một số chất vô cơ như H2S, các Sunfit, Amoniac, Nito..
Phương pháp này dựa trên cơ sở sử dụng hoạt động của vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ gây nhiễm bẩn trong nước thải. Các vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ và một số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng. Trong quá trình dinh dưỡng, chúng nhận các chất dinh dưỡng để xây dựng tế bào, sinh trưởng và sinh sản nên sinh khối của chúng được tăng lên.
Như vậy, nước thải có thể xử lý bằng phương pháp sinh học sẽ được đặc trưng bởi chỉ tiêu BOD hoặc COD. Để có thể xử lý bằng phương pháp này nước thải sản xuất cần không chứa các chất độc và tạp chất, các muối kim loại nặng hoặc nồng độ của chúng không được vượt quá nồng độ cực đại cho phép và có tỷ số BOD/COD > 0.5.
– Phương pháp hiếu khí: là phương pháp xử lý sử dụng các nhóm vi sinh vật hiếu khí. Để đảm bảo hoạt động sống của chúng cần cung cấp oxy liên tục và duy trì nhiệt độ trong khoảng từ 20 đến 40 độ C.
– Phương pháp yếm khí: là phương pháp sử dụng các vi sinh vật yếm khí.
Trong xử lý nước thải công nghiệp, các phương pháp hiếu khí được ứng dụng rộng rãi hơn.
6. Phương pháp xử lý nước thải hiện đại nhất
Navis Group đã trình bày 5 phương pháp xử lý nước thải một cách cơ bản nhất, mỗi phương pháp có những ưu nhược điểm và phù hợp với từng loại nước thải. Do đó để thiết kế được một hệ thống xử lý nước thải tối ưu nhất cần có những kiến thức lý thuyết cũng như kinh nghiệm thực tế phong phú. Các phương pháp nêu trên đều không mới nhưng để áp dụng hợp lý, kết hợp các phương pháp hiệu quả sẽ cho ta một phương pháp xử lý nước thải hiện đại nhất và phù hợp nhất.
Một phương pháp hiện đại và tối ưu là phương pháp có thể đáp ứng những yêu cầu sau:
– Hệ thống vận hành hoàn toàn tự động, kiểm soát được các thông số chất lượng cần thiết.
– Đáp ứng hoặc đáp ứng cao hơn các quy chuẩn, tiêu chuẩn hiện hành.
– Có khả năng sử lý sự cố nhanh chóng nếu xảy ra.
– Thời gian triển khai nhanh chóng, hệ thống nhỏ gọn, dễ dàng sửa chữa và thay thế.
– Có khả năng triển khai ở quy mô nhỏ cũng như quy mô lớn, không gây ảnh hưởng đến các hoạt động sản xuất kinh doanh khác.
– Chi phí đầu tư thấp, hiệu quả xử lý cao, tối ưu về mặt kinh tế.
