Một số phương pháp xử lý nước thải có tính axit đang được áp dụng hiện nay

Nước thải có tính axit là gì?

Nước thải có tính axit là gì

Nước thải có tính axit là nước thải có độ pH thấp hơn mức pH bình thường của nước trong tự nhiên. pH là một chỉ số để đo độ axit hoặc bazo của một dung dịch. Với pH < 7, dung dịch có tính axit, tức là nước thải có tính axit là loại nước thải có pH < 7.

Nước thải có tính axit thường được hình thành từ các quá trình công nghiệp, sản xuất hoặc từ các hoạt động như đào mỏ, công nghiệp hóa chất, ngành nông nghiệp sử dụng phân bón hoặc thuốc trừ sâu. Nếu không xử lý và loại bỏ đúng cách nguồn nước thải này, nó có thể gây hại đến môi trường.

Phân loại nước thải có tính axit

Tùy vào từng nghành nghề và dây chuyền công nghệ mà nước thải sẽ có những tính chất đặc trưng riêng. Tuy nhiên để thuận tiện cho việc xử lý, người ta chia chúng ra thành 3 loại, đó là:

• Nước thải chứa axit yếu: CH₃COOH, H₂CO₃.
• Nước thải chứa axit mạnh: HNO₃, HCl, các muối canxi của chúng tan tốt trong nước.
• Nước thải chứa axit mạnh: H₂CO₃, H₂SO₄, các muối canxi của chúng khó tan trong nước.

Tính chất đặc trưng của nước thải có tính axit

Mỗi loại nước thải sẽ có những tính chất đặc trưng khác nhau nhưng nhìn chung thì chúng sẽ có những tính chất này:

• pH của nước thải thường thấp hơn 7, thậm chí có thể xuống đến mức rất thấp như pH từ 1 - 3 tùy thuộc vào nguồn gốc, tính chất của nước thải.
• Các chất gây axit hóa có trong nước thải có thể là axit sulfuric, axit nitric, axit clohidric hoặc các hợp chất hữu cơ khác có tính axit cao.
• Có chứa nhiều muối kim loại, kim loại nặng.
• Có khả năng ăn mòn rất mạnh các vật liệu và các công trình xử lý.
• Có thể gây ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường nếu xả thẳng vào các nguồn nước tự nhiên mà không qua xử lý. Nó có thể làm giảm độ pH của nước, làm suy giảm đời sống sinh vật nước và gây hại đến hệ thống sinh thái.

Tại sao phải xử lý nước thải có tính axit

Tại sao cần xử lý nước thải có tính axit

Việc xử lý nước thải có tính axit là rất cần thiết vì nó có thể gây ra nhiều vấn đề nghiêm trọng đối với môi trường tự nhiên và sức khỏe con người. Dưới đây là một số lý do chính để lý giải cho vấn đề tại sao chúng ta cần phải xử lý nước thải có tính axit:

• Nước thải có tính axit có thể làm giảm độ pH của các nguồn nước mà nó xả vào, gây ra sự thay đổi đáng kể trong cấu trúc và chức năng của hệ sinh thái nước. Điều này có thể ảnh hưởng tiêu cực đến đời sống của sinh vật sống trong nước và sự phát triển của các loài thực vật.
• pH thấp có thể gây ra các vấn đề sức khỏe nghiêm trọng đối với động vật và sinh vật sống trong nước như tổn thương lớp vẩy, làm thay đổi hệ sinh thái và giảm sự đa dạng sinh học.
• Nước thải có tính axit có thể chứa các hợp chất độc hại như kim loại nặng (ví dụ như chì, thủy ngân) hoặc các hợp chất hữu cơ độc hại. Những chất này có thể gây ra nhiều vấn đề sức khỏe cho con người khi tiếp xúc trực tiếp hoặc qua các chuỗi thức ăn.
• Nhiều quốc gia có các quy định pháp lý nghiêm ngặt về chất lượng nước thải, bao gồm cả mức độ pH. Trong quy chuẩn kỹ thuật về việc xả thải thì độ pH của nước thải chỉ được nằm trong khoảng từ 6 - 9. Việc không tuân thủ các tiêu chuẩn này có thể dẫn đến hậu quả pháp lý nghiêm trọng.
• Nước thải có tính axit có thể ảnh hưởng đến nguồn nước ngầm và các dòng sông, làm giảm chất lượng nước và khả năng sử dụng lại nước. Điều này có thể làm suy giảm nguồn nước sạch và ảnh hưởng đến cuộc sống hàng ngày của cộng đồng.

Một số phương pháp xử lý nước thải có tính axit đang được áp dụng hiện nay

Mục đích của các phương pháp xử lý nước thải có tính axit thường là điều chỉnh và nâng cao độ pH của nước thải để đạt được mức pH an toàn cho môi trường và con người. Dưới đây là một số phương pháp phổ biến để xử lý nước thải có tính axit:

Trung hòa bằng dòng thải có tính bazo

Đây là phương pháp xử lý nước thải khá hiệu quả, không chỉ giải quyết được cả 2 loại dòng thải với tính chất khác biệt nhau mà còn giúp tiết kiệm chi phí. Quá trình xử lý sẽ diễn ra như sau:

• Nước thải từ các quy trình sản xuất tại các nhà máy sản xuất hóa chất, giấy hoặc các nhà máy xử lý nước thải có thể chứa nồng độ kiềm cao. Thay vì xả thẳng nước thải này đi, chúng có thể được thu gom và sử dụng lại để trung hòa nước thải có tính axit.
• Nước thải có tính axit thường được đưa qua các hệ thống hoặc bể trộn với nước thải có tính bazo. Các chất kiềm như vôi sống (Ca(OH)₂), soda (NaOH), hoặc dung dịch ammoniac (NH₃) thường được sử dụng để tăng pH và trung hòa các axit trong nước thải.
• Quá trình này yêu cầu sự điều chỉnh chính xác nồng độ của nước thải bazo để đảm bảo rằng nó có thể trung hòa hết lượng axit trong nước thải axit mà không làm thay đổi quá nhiều độ pH của nước sau khi xử lý.

Lưu ý:

• Hỗn hợp sau trộn lẫn phải có độ pH nằm trong khoảng từ 6,5 - 8,5.
• Không phải nhà máy nào cũng phát sinh 2 dòng thải có tính axit và bazo như vậy. Nếu có phát sinh, đơn vị xử lý cần phải giải quyết bài toán chênh lệch lượng thải.
• Lượng thải của mỗi nguồn phải được tính toán, cân nhắc kỹ lương để đảm bảo khả năng xử lý đạt hiệu quả cao nhất.

Dùng hóa chất để trung hòa

Các loại hóa chất thường dùng để trung hòa nước thải axit thường là:

Vôi

Vôi được sử dụng để trung hòa tính axit trong nước thải

Vôi được sử dụng như một chất kiềm để tăng độ pH của nước thải, làm giảm tính axit và làm cho nước thải trở nên an toàn cho môi trường. Trong thực tế, người ta thường dùng Ca(OH)₂ dạng sệt hoặc CaCO₃, MgCO₃ dạng bột.

- Cách sử dụng

• Chuẩn bị vôi: Vôi thường được sử dụng dưới dạng bột hoặc viên nén. Trước khi sử dụng, vôi cần được chuẩn bị sao cho dễ dàng hòa tan và pha trộn vào nước thải.
• Pha trộn vôi vào nước thải: Vôi được pha vào nước thải axit dưới dạng dung dịch. Quá trình này sẽ dẫn đến phản ứng hóa học giữa vôi và các axit trong nước thải, tạo ra các muối tan trong nước và làm tăng độ pH của nước thải.
• Quá trình trung hòa: Khi vôi tan trong nước thải, nó sẽ tạo ra các ion hydroxit (OH⁻) trong dung dịch. Các ion này sẽ tương tác với các ion axit (H⁺) có mặt trong nước thải, làm giảm nồng độ các ion axit, từ đó làm tăng độ pH của nước thải.
• Điều chỉnh pH: Quá trình pha trộn và phản ứng giữa vôi với nước thải sẽ tiếp tục cho đến khi đạt được mức độ pH mong muốn. Điều này thường được kiểm soát và điều chỉnh thông qua việc theo dõi độ pH của nước thải trong quá trình xử lý.

- Ưu điểm

• Hiệu quả và chi phí thấp: Vôi là một trong những chất kiềm phổ biến và có giá thành thấp, Nhờ vậy mà phương pháp sử dụng vôi để trung hòa nước thải axit trở nên kinh tế.
• Nhanh chóng và dễ thực hiện: Quá trình pha trộn và trung hòa nước thải với vôi thường diễn ra nhanh chóng và dễ có thể triển khai trong các hệ thống xử lý nước thải công nghiệp.
• An toàn và hiệu quả: Vôi được coi là một chất an toàn khi được sử dụng đúng cách, giúp bảo vệ môi trường và nguồn nước sạch.

- Lưu ý

• Lượng hóa chất cần dùng cho quá trình trung hòa trên thực tế sẽ nhiều hơn so với tính toán lý thuyết.
• Thường áp dụng phương pháp này cho hệ thống có lưu lượng thải lớn.

Dùng xút hoặc natri cacbonat

Xút (NaOH) và Natri cacbonat thường được dùng để trung hòa các dòng thải có chứa các axit mạnh như H₂CO₃, H₂SO₄. Khả năng trung hòa của những chất này khá nhanh và mang lại hiệu quả cao hơn các phương án khác. Chúng thường được sử dụng nhiều trong các hệ thống có lưu lượng thải bé. Nếu muốn dùng với hệ thống có lưu lượng lớn do đặc tính, đơn vị cần có phương án phù hợp như gián đoạn hoặc phản ứng theo mẻ để tiết kiệm lượng hóa chất và đảm bảo hiệu quả xử lý.

- Sử dụng xút

Xút được dùng để trung hòa nước thải axit

• Cơ chế hoạt động: NaOH là một dung dịch kiềm mạnh có khả năng giải phóng ion hydroxyl (OH⁻) trong nước. Khi được thêm vào nước thải axit, NaOH sẽ tương tác với các ion hydrogen (H⁺) trong nước thải, hình thành nước và làm tăng độ pH của nước thải.
• Quá trình xử lý: NaOH thường được thêm dần vào nước thải axit trong các hệ thống xử lý với sự kiểm soát chặt chẽ độ pH để đảm bảo hiệu quả của quá trình trung hòa.
• Lợi ích: NaOH là một chất kiềm mạnh, có khả năng nâng cao độ pH của nước thải axit một cách nhanh chóng và hiệu quả. Ngoài ra, quá trình này cũng có thể khử các ion kim loại nặng như niken, đồng, kẽm, sắt,… trong nước thải.

- Sử dụng Na₂CO₃

• Cơ chế hoạt động: Na₂CO₃ là một muối kiềm của axit cacbonic (H₂CO₃). Khi tan trong nước, nó phân ly thành ion natri (Na⁺) và cacbonat (CO₃^2-). Cacbonat có khả năng trung hòa các ion hydrogen (H⁺) trong nước thải axit, làm tăng độ pH.
• Quá trình xử lý: Na₂CO₃ thường được sử dụng khi cần tăng độ pH của nước theo cách chậm rãi hơn so với NaOH. Nó thường được sử dụng để ổn định pH của nước thải ngành công nghiệp chế biến thực phẩm, dược phẩm hoặc hóa chất.
• Lợi ích: Na₂CO₃ là một chất trung hòa pH tự nhiên, ít gây ảnh hưởng đến môi trường hơn NaOH. Nó cũng có thể được sử dụng để giảm thiểu sự ô nhiễm bởi các ion kim loại nặng trong nước thải.

Trung hòa bằng lớp vật liệu lọc

Đối với dòng thải chứa axit có nồng độ dưới 5g/l và không chứa các muối kim loại, chúng ta có thể dùng vật liệu lọc để xử lý. Hiệu quả quá trình lọc sẽ phụ thuộc vào đặc tính nguồn thải, kích thước cũng như độ hoạt hóa của lớp vật liệu lọc. Lớp vật liệu lọc cần được vệ sinh, thay mới định kỳ để đảm bảo hiệu quả.

- Vật liệu lọc được chia làm 2 loại, đó là:

• Vật liệu lọc tự nhiên

+> Đá vôi: Đá vôi là một loại đá chứa canxi cacbonat (CaCO₃). Khi nước thải axit đi qua lớp đá vôi, CaCO₃ sẽ phản ứng với các ion hydrogen (H⁺) trong nước thải, tạo ra cacbonat (CO₃^2-) và nước (H₂O). Quá trình này giúp làm tăng độ pH của nước thải.

+> Than hoạt tính: Than hoạt tính có khả năng hấp phụ các chất hữu cơ và hợp chất có tính axit từ nước thải. Khi được sử dụng làm vật liệu lọc, than hoạt tính có thể giúp làm giảm nồng độ các chất có tính axit trong nước thải.

Than hoạt tính có khả năng hấp phụ các chất hữu cơ và hợp chất có tính axit từ nước thải

• Vật liệu lọc nhân tạo

+> Vật liệu lọc chất hoạt động: Các chất hoạt động như các hợp chất oxy hóa hoặc chất hấp phụ có thể được sử dụng để trung hòa các axit hữu cơ hoặc các chất có tính axit khác trong nước thải.

+> Resin: Resin được sử dụng để hấp phụ các ion axit như H⁺ từ nước thải, làm giảm tính axit của nước thải.

- Lợi ích của việc dùng vật liệu lọc là:

• Hiệu quả trong việc giảm độ axit: Các vật liệu lọc có thể giúp làm giảm độ axit của nước thải một cách hiệu quả, đặc biệt là đối với các loại nước thải có tính axit cao.
• Giảm thiểu chi phí và tác động môi trường: Việc sử dụng các vật liệu lọc tự nhiên hoặc nhân tạo thường ít tốn kém hơn so với việc sử dụng các chất hóa học như NaOH hoặc Na₂CO₃. Đồng thời, phương pháp này cũng giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường do giảm lượng chất hóa học cần sử dụng.
• Phù hợp cho các ứng dụng cụ thể: Các vật liệu lọc có thể được thiết kế và lựa chọn để phù hợp với tính chất của từng loại nước thải và yêu cầu xử lý cụ thể, đảm bảo hiệu quả cao nhất trong quá trình xử lý.

Tóm lại, nước thải có tính axit là một vấn đề nghiệm trọng đối với vệ môi trường, và việc xử lý nước thải này đòi hỏi sự chú ý đặc biệt để ngăn ngừa các ảnh hưởng tiêu cực đến hệ sinh thái và sức khỏe con người. Việc lựa chọn phương pháp xử lý nước thải có tính axit nào sẽ tùy thuộc vào tính chất nguồn nước thải và các yếu tố khách quan khác. Và nếu bạn cần mua hóa chất hỗ trợ việc xử lý nước thải, hãy liên hệ với Đông Á để được tư vấn và báo giá phù hợp bạn nhé.