Xử lý nước thải bằng phương pháp keo tụ-tạo bông giúp dễ dàng ngưng tụ và loại bỏ các tạp chất lơ lửng trong nước thải công nghiệp. Nhưng không phải ai cũng hiểu đầy đủ về quy trình xử lý này. Bài viết này hãy cùng Biogency tìm hiểu chi tiết hơn phương pháp xử lý nước thải này nhé!
Các nội dung chính
Tổng quan về quá trình keo tụ – tạo bông
Hầu hết nước thải hiện nay đều chứa cả các hạt rắn lơ lửng khó xử lý, quá trình keo tụ tạo bông được xem là phương pháp được ứng dụng phổ biến để tách phần chất rắn lơ lửng ra khỏi nước thải.
Các hạt lơ lửng trong nước thải sẽ khác nhau về nguồn gốc, điện tích, kích thước hạt, hình dạng và mật độ. Việc áp dụng đúng phương pháp keo tụ và tạo bông sẽ phụ thuộc vào các yếu tố vừa nêu trên.
Chất rắn lơ lửng trong nước mang điện tích âm và vì chúng có cùng loại điện tích bề mặt nên chúng đẩy nhau khi chúng lại gần nhau. Do đó, các chất rắn lơ lửng sẽ ở dạng huyền phù, không kết tụ lại với nhau và khó lắng trong nước.
Quá trình keo tụ tạo bông xử lý theo từng giai đoạn, kết quả của quá trình là có thể lắng hoàn toàn bông cặn trong nước thải. Nếu keo tụ không hoàn toàn thì bước tạo bông sẽ không thành công và nếu tạo bông không hoàn toàn thì quá trình lắng sẽ không thành công.
Quá trình keo tụ (coagulation)
Hóa chất keo tụ có điện tích trái dấu với điện tích của chất rắn lơ lửng, nên được thêm vào nước để trung hòa điện tích âm của chất rắn hoà tan không lắng (ví dụ như: đất sét hay các chất hữu cơ tạo màu).
Một khi điện tích được trung hòa, các hạt lơ lửng nhỏ có khả năng dính vào nhau thành những hạt lớn hơn một chút (được gọi là hạt microflocs) không thể nhìn thấy bằng mắt thường. Sau quá trình keo tụ, nước thải phải trong nếu không sự đông tụ sẽ khó thực hiện và một số hạt điện tích sẽ khó có thể trung hòa. Để khắc phục có thể cần thêm nhiều hóa chất keo tụ hơn để xử lý.
Bổ sung nhiều chất keo tụ kết hợp với khuấy trộn trộn nhanh để phân tán hợp lý chất keo tụ, thúc đẩy sự va chạm của các hạt để đạt được sự keo tụ tốt nhất. Việc khuấy trộn quá nhiều không ảnh hưởng đến quá trình keo tụ, nhưng trộn không đủ sẽ làm cho quá trình này sẽ khó hoàn thành. Thông thường, thời gian tiếp xúc trong buồng trộn nhanh nhất khoảng từ 1 đến 3 phút là ít nhất
Quá trình tạo bông (flocculation)
Tạo bông là một giai đoạn được hoà trộn nhẹ để làm tăng kích thước hạt microfloc siêu nhỏ thành các hạt lơ lửng có thể nhìn thấy được. Các hạt microfloc va chạm va chạm vào nhau khiến chúng liên kết để tạo ra các bông cặn lớn hơn, có thể nhìn thấy được gọi là pinflocs. Kích thước Floc tiếp tục hình thành với các va chạm và tương tác với các polyme vô cơ (được gọi là chất tạo bông) hoặc polyme hữu cơ được bổ sung thêm.
Từ đó Macroflocs được hình thành cùng với các polyme có trọng lượng phân tử cao, chất trợ tạo bông có thể được thêm vào để giúp kết cầu, liên kết và tăng cường khả năng kết bông, tăng thêm trọng lượng và tăng tốc độ lắng. Khi floc đã đạt đến kích thước và cường độ va chạm tối ưu, chúng sẽ sẵn sàng để lắng xuống đáy bể.
Thông thường thời gian quá trình tạo bông hoạt động sẽ nằm trong khoảng từ 15 hoặc 20 phút cho đến một giờ hoặc hơn nữa nếu nguồn thải lớn. Quá trình tạo bông đòi hỏi phải chú ý cẩn thận đến tốc độ trộn, lượng chất tạo bông và chất trợ tạo bông để ngăn tình trạng bông xốp bị phân tán hoặc cắt nhỏ. Tốc độ trộn và chất tạo bông thường giảm dần khi kích thước của bông cặn tăng lên. Một khi flocs bị phân tán, rất khó để khiến chúng tái tạo lại về kích thước và trọng lượng tối ưu.
Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình keo tụ tạo bông
Độ pH không ổn định
Để đạt được hiệu quả cao trong quá trình xử lý nước thải thì giá trị pH của nước thải ô nhiễm ở quá trình keo tụ – tạo bông phải được điều chỉnh ở mức ổn định. Nồng độ pH là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình keo tụ:
- Ảnh hưởng đến độ hòa tan của chất đông tụ
- Ảnh hưởng đến điện tích của các hạt keo
- Tác dụng với chất hữu cơ trong nước
- Tác động đến tốc độ của quá trình keo tụ-tạo bông
Liều lượng chất keo tụ không phù hợp
Quá trình keo tụ-tạo bông cần trải qua hàng loạt phản ứng nên cần tính toán và điều chỉnh liều lượng chất keo tụ thích hợp. Tùy theo tốc độ dòng chảy, nồng độ và tính chất của nguồn thải mà sử dụng liều lượng phù hợp. Do đó, lượng chất lơ lửng trong nước càng nhiều thì lượng chất keo tụ càng lớn hoặc chất hữu cơ trong nước càng ít nhưng lượng chất keo tụ sẽ càng nhiều.
Nhiệt độ nước thải quá thấp hoặc quá lớn
Khi sử dụng muối nhôm làm chất keo tụ, nhiệt độ nước thải chính là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến quá trình keo tụ – tạo bông. Do nhiệt độ quá thấp (<5 độ C) nên bông phèn có xu hướng to và xốp, hàm lượng nước cao nên lắng rất chậm dẫn đến hiệu quả xử lý không cao. Còn khi dùng sunfat, nhiệt độ sẽ không ảnh hưởng đáng kể đến quá trình keo tụ. Nói chung, phạm vi nhiệt độ lý tưởng sẽ khoảng từ 20 đến 30 độ C.
Tốc độ trộn và chất keo tụ không phù hợp
Tốc độ va chạm giữa chất keo tụ và hạt keo cũng rất quan trọng trong quá trình keo tụ – tạo bông. Tốc độ keo tụ lý tưởng nhất là chuyển trạng thái từ nhanh sang chậm. Do chất keo tụ thủy phân nhanh trong nước nên tốc độ trộn phải nhanh để tạo điều kiện tạo thành một lượng lớn hạt microfloc . Mặt khác, vì các hạt pinflocs rất dễ phân tán vào nước nên các bông cặn lớn (Macroflocs) phải nhanh chóng được hình thành.
Ngoài ra còn nhiều yếu tố khác ảnh hưởng đến quá trình keo tụ tạo bông. Để chi tiết hơn bạn có thể tham khảo bài viết các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình keo tụ tạo bông để nắm rõ hơn
Kết hợp công nghệ sinh học để xử lý nước thải chuẩn đầu ra
Công nghệ sinh học trong xử lý nước thải (hay còn gọi là xử lý nước thải bằng vi sinh) là phương pháp xử lý nước thải dựa trên hoạt động sống của vi sinh vật. Các vi sinh vật có trong nước thải sẽ liên tục chuyển hóa các chất hữu cơ bằng cách duy nhất là tổng hợp thành tế bào mới. Các chất hữu cơ sẽ được vi sinh vật hấp thụ qua bề mặt tế bào. Các chất hữu cơ được hấp thụ sẽ dành cho việc tái tạo tế bào hoặc oxy hóa để tạo năng lượng cho quá trình tổng hợp tiếp theo.
Công nghệ sinh học dựa trên hoạt động chính của các vi sinh xử lý nước thải, giúp phân hủy hiệu quả các chất hữu cơ và một số khoáng chất khác có trong nước thải. Xử lý nước thải theo hướng sinh học được chia thành hai loại phổ biến:
– Sử dụng vi sinh vật phân huỷ kỵ khí trong môi trường không có oxy
– Sử dụng vi sinh vật phân huỷ hiếu khí trong điều kiện cung cấp oxy liên tục.
Quá trình phân hủy các chất hữu cơ sẽ diễn ra trong 3 giai đoạn chính:
- Chất hữu cơ di chuyển lên bề mặt tế bào vi sinh vật
- Khuếch tán trên bề mặt tế bào của màng bán thấm
- Bắt đầu chuyển hóa chất trong tế bào, giúp tế bào tổng hợp lại và tạo ra nguồn năng lượng mới
Hiệu quả khi kết hợp quá trình keo tụ tạo bông với công nghệ sinh học:
- Việc ứng dụng kết hợp quá trình keo tụ tạo bông và công nghệ sinh học sẽ giúp ổn định các chỉ tiêu nước thải đầu ra và tuân thủ quy chuẩn nước thải đầu ra của Bộ Tài nguyên và Môi trường.
- Nó có ý nghĩa to lớn đối với việc bảo vệ và giữ gìn nguồn nước sạch xung quanh khu vực bạn sinh sống
- Nước thải sau xử lý được tái sử dụng để giải quyết vấn đề không đủ nước sản xuất.
- Giảm thiểu chi phí sản xuất cho doanh nghiệp, dễ dàng xây dựng chiến lược đầu tư dài hạn.
____________________________
Qua những chia sẻ trên, chúng tôi hy vọng sẽ giúp các bạn hiểu rõ về quá trình keo tụ – tạo bông trong hệ thống xử lý nước thải. Để được góp ý và giải đáp các vấn đề về xử lý nước thải, hãy liên hệ ngay với Biogency qua hotline: 0909 538 514
Tài liệu tham khảo:
- Coagulation and Flocculation – mrwa
- BRATBY, John. Coagulation and flocculation. Uplands: Croydon, England, 1980.
- BRATBY, John. Coagulation and flocculation in water and wastewater treatment. IWA publishing, 2016.
- SHAMMAS, Nazih K. Coagulation and flocculation. In: Physicochemical treatment processes. Humana Press, 2005. p. 103-139.
Chịu trách nhiệm nội dung
Phó Giám Đốc - Đồng Thị Tú Anh
