Nước thải ít nhiều được tạo ra trong hầu hết các lĩnh vực thương mại, sản xuất và nhu cầu hàng ngày của con người. Tên loại nước thải sẽ có nhiều tên gọi khác nhau tùy thuộc vào mục đích sử dụng ban đầu của nó. Ví dụ như nước thải sinh hoạt, nước thải chăn nuôi, nước thải dệt nhuộm, nước thải y tế… Mỗi loại đều có nhiều tác hại đối với con người và môi trường nếu không được xử lý hiệu quả. Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu về độ kiềm trong nước thải và những điều bạn cần biết xoay quanh chủ đề này.
Các nội dung chính
Tìm hiểu về độ kiềm trong nước thải
Độ kiềm là thước đo khả năng trung hòa axit của nước. Tính cơ bản của nước chủ yếu là do sự hiện diện của các ion bicacbonat, cacbonat và hidroxit. Độ kiềm có khả năng chống lại sự thay đổi của pH khi khi dung dịch axit đi vào nước thải, các phân tử axit khi phản ứng với độ kiềm sẽ bị dễ bị trung hòa, độ pH sẽ không bị thay đổi cho đến khi độ kiềm bị tiêu thụ hoàn toàn bởi nồng độ axit. Đây chính là lý do khiến việc thêm hóa chất xử lý vào nước thải sẽ làm tiêu hao độ kiềm.
Hầu như tất cả loại nước hiện nay đều có tính kiềm, nước sinh hoạt và nước thải sản xuất cũng vậy. Có thể hiểu nôm na khái niệm độ kiềm là giá trị pH của nước lớn hơn 7 nên độ kiềm và giá trị pH có quan hệ mật thiết với nhau.
Mối liên hệ giữa độ kiềm và hoạt động xử lý nước thải
Độ kiềm là một thông số phân tích nước phổ biến được mô tả như khả năng trung hòa axit và khả năng đệm pH của dung dịch. Để độ pH của bể sục khí ở mức trung tính, cần duy trì nồng độ kiềm dư từ 70 – 80 mg/L để đảm bảo bể tạo hạt chất lượng, từ đó thúc đẩy độ ổn định cho hoạt động xử lý sinh học.
Hidroxit (OH -), cacbonat (CO3 2-) và bicacbonat (HCO3 -) là những yếu tố chính góp phần vào khả năng thay đổi pH của nước thải. Khả năng đệm pH có thể được đặc trưng bởi sự hấp thụ các ion hydro tích điện dương bởi các phân tử HCO3 – và CO3 2- mang điện tích âm. Điều này dẫn đến mất cân bằng mà không gây ra sự thay đổi đáng kể trong pH 3.
Ngoài ra, độ kiềm cacbonat được tiêu thụ trong giai đoạn nitrat hóa của bùn hoạt tính, nơi tốc độ nitrat hóa sẽ giảm đáng kể pH < 6,8. Bùn hoạt tính tạo ra một môi trường có tính axit tổng thể, đòi hỏi phải theo dõi và duy trì mức độ pH liên tục, tối ưu trong khoảng độ pH từ 7,0 -7,4
Tổng độ kiềm được tính bằng tổng nồng độ của OH – , CO3 2- và HCO3 – trong một dung dịch và được biểu thị bằng mg CaCO3/L. Ngoài việc tạo điều kiện và thúc đẩy hoạt động sinh học trong xử lý nước thải, phân tích độ kiềm được sử dụng để giám sát trong các lĩnh vực khác như nước uống, nước mặt, nước bể bơi, hệ thống sưởi và làm mát, hệ thống làm sạch thực phẩm, đồ uống, đất nông nghiệp…
Làm thế nào để tính toán thành phần của độ kiềm?
Độ kiềm được biểu thị bằng:
– Độ kiềm phenolphthalein (độ kiềm tự do)
– Tổng độ kiềm (tổng độ kiềm: cacbonat, bicacbonat và hydroxit).
Khi biết độ kiềm phenolphtalein, nồng độ của tổng thành phần độ kiềm sẽ được xác định. Để tính thành phần độ kiềm trong nước thải, ta dựa vào bảng quan hệ độ kiềm như sau:
| Kết quả chuẩn độ | Độ kiềm hydroxide bằng: | Độ kiềm carbonate bằng: | Độ kiềm Bicarbonate bằng: | Độ kiềm Hydroxit bằng: |
| 1 | Độ kiềm phenolphtalein = 0 | 0 | 0 | Độ kiềm tổng |
| 2 | Độ kiềm phenolphtalein bằng độ kiềm tổng | Độ kiềm tổng | 0 | 0 |
| 3 | Độ kiềm phenolphtalein ít hơn một nửa độ kiềm tổng | 0 | 2 lần Độ kiềm phenolphtalein | Độ kiềm tổng – 2 lần Độ kiềm phenolphtalein |
| 4 | Độ kiềm phenolphtalein bằng một nửa độ kiềm tổng | 0 | Độ kiềm tổng | 0 |
| 5 | Độ kiềm phenolphtalein lớn hơn một nửa độ kiềm tổng | 2 lần Độ kiềm phenolphtalein – Độ kiềm tổng | 2 lần độ chênh giữa Độ kiềm tổng và Độ kiềm phenolphtalein | 0 |
Vai trò của độ kiềm trong quá trình nitrat hóa là gì?
Trong quá trình xử lý nước thải, độ kiềm đóng vai trò quan trọng trong việc xử lý ammonia. Cụ thể độ kiềm thực hiện các vai trò như sau:
+ Làm chất đệm pH, nó giúp duy trì độ pH gần trung tính và hoạt động của enzym thích hợp.
+ Hoạt động như một nguồn cacbon cho vi khuẩn nitrat và thúc đẩy hoạt động của quá trình nitrat hóa.
Quá trình nitrat hóa được thực hiện trong bể phản ứng sinh học hiếu khí. Trong quá trình này, vi khuẩn nitrat hóa cũng tạo ra axit. Kết quả là độ pH trong bể sục khí sẽ giảm xuống, pH càng thấp thì quá trình nitrat hóa càng bị ức chế. Độ kiềm trong nước thải luôn có sẵn và hoạt động như một chất đệm cho các axit bởi vi khuẩn nitrat hóa tạo ra.
Tham khảo: Quá trình Nitrat hóa trong xử lý nước thải
Với đủ độ kiềm, độ pH sẽ duy trì trong phạm vi yêu cầu của vi khuẩn nitrat hóa và quá trình chuyển đổi vẫn diễn ra. Tuy nhiên, nếu nước thải đầu vào có nồng độ amoniac cao hoặc độ kiềm thấp tự nhiên, độ pH sẽ giảm nhanh chóng làm ảnh hưởng đến quá trình chuyển hóa.
Tham khảo: Xử lý nước thải pH thấp
_________________________
Độ kiềm rất quan trọng trong quá trình xử lý nước thải, bởi nếu nồng độ thấp quá hay vượt quá mức tiêu chuẩn xả thải cho phép sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến hệ sinh thái nước ngầm và các sông hồ lân cận. Mong rằng bài viết này có thể hiểu rõ hơn độ kiềm trong nước thải, mối liên hệ và cách duy trì yếu tố này khi xử lý nước thải. Nếu bạn muốn được tư vấn thêm về các phương pháp xử lý nước thải bằng công nghệ sinh học, xin hãy liên hệ ngay với Biogency theo Hotline: 0909 538 514
Tài liệu tham khảo:
- https://mantech-inc.com/blog/the-link-between-alkalinity-and-wastewater-operations/
- https://sciencing.com/how-10015828-make-citrate-buffer.html
Chịu trách nhiệm nội dung
Phó Giám Đốc - Đồng Thị Tú Anh
