Hầu hết COD có nguồn gốc từ TSS [chất rắn hòa tan] hoặc từ chất rắn không tan [còn gọi là bùn, cặn]. Với chất rắn không tan [hay bùn cặn] ta có thể xử lý bằng cách thêm vào nước các loại hóa chất trợ lằng như PAC hay Polytetsu để liên kết các hạt rắn lại với nhau thành bông cặn lớn hơn kết tủa và lắng xuống đáy. Quá trình lắng sau đó sẽ tách bùn này ra khỏi nước từ đó làm giảm 1 lượng đáng kể COD trong nước.
Để quá trình tạo bông cặn tốt hơn cần chú ý đến hiệu quả của việc khuấy trộn. Nếu khuấy trộn không hiệu quả thì bông cặn sẽ bị vỡ ra lại làm giảm hiệu quả của quá trình lắng phía sau.
2. Phương pháp vi sinh – Sử dụng vi sinh vật hữu hiệu
Phương pháp làm giảm COD này giúp khử COD tồn tại ở dạng các hợp chất hữu cơ hòa tan. Cả 2 quá trình kị khí và hiếu khí đề có thể xử lý tốt vấn đề này. Các vi sinh vật hữu hiệu sẽ phân hủy các hợp chất hữu cơ sử dụng các hợp chất hữu cơ như là nguồn cơ chất [chất dinh dưỡng] cho hoạt động sống và phân chia tế bào. Quá trình phân hủy này phân giải các hợp chất hữu cơ ban đầu từ phức tạp thành các dạng đơn giản và khí thoát ra ngoài từ đó làm giảm COD trong nước. Quá trình hiếu khí áp dụng cho COD2000mg/L.
3. Phương pháp hóa học – sử dụng chất oxy hóa
Phương pháp này được áp dụng cho nước thải chưa ít thành phần chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học ngược lại lại giàu các chất không phân hủy sinh học như phenol hay các chất hoạt động bề mặt [chất gây bọt]. Các chất này không phân hủy sinh học nhưng lại có khả năng phản ứng hóa học rất mạnh khi gặp các chất oxy hóa và bị phân hủy thành các chất đơn giản hơn dưới năng lượng của phản ứng hóa học.
Một số chất Oxy hóa có thể sử dụng như Clo, hydropeoxit, Ozone,…Tuy nhiên khi sử dụng các chất oxy hóa này cần phải chú ý đến liều lượng nếu dùng dư thì các chất oxy hóa này sẽ đi vào bể vi sinh và đây là những chất cực độc với vi sinh.
Một phản ứng oxy hóa khử rất thường dùng đó là phản ứng FENTON: phản ứng này sử dụng chất oxy hóa là Hydropeoxit phản ứng với sắt II sunfat [FeSO4]tạo ra gốc Hydroxyl phá hủy các hợp chất hữu cơ. Khi phản ứng này xảy ra thì chất hữu cơ sẽ đc chuyển hóa hoàn toàn thành CO2 và H2O.
Phản ứng tạo ra gốc tự do hyđroxyl diễn ra như sau:
Fe2+ + H2O2 -> Fe3+ + OH– + OH
Fe3+ + H2O2 -> Fe2+ + H+ + HOO
2H2O2 -> H2O + OH + HOO
Phản ứng của gốc hydroxyl: Gốc hydroxyl là chất oxy hóa mạnh, chỉ sau Fluorine. Phản ứng hóa học của gốc hydroxyl trong nước có 4 dạng:
[1] Dạng cộng thêm: Gốc hydroxyl thêm vào một hợp chất chưa bão hòa, aliphatic [béo] hay aromatic [thơm] để tạo nên một sản phẩm có gốc tự do
OH + C6H6 -> *[OH]C6H6
[2] Dạng loại hydro: Phản ứng tạo ra một gốc hữu cơ tự do và nước
OH + CH3OH -> *CH2OH + H2O
[3] Dạng chuyển đổi electron: Tạo ra những ion ở trạng thái hóa trị cao hơn [hoặc một nguyên tử, một gốc tự do nếu ion mang điện tích 1- bị oxy hóa]
OH + [Fe[CN]6]4- -> [Fe[CN]6]3- + OH–
[4] Dạng tương tác giữa các gốc: 2 gốc hydroxyl phản ứng với nhau hay 1 gốc hydroxyl phản ứng với một gốc khác để tạo nên một sản phẩm bền vững hơn
OH + *OH -> H2O2
Trong việc ứng dụng phản ứng Fenton xử lý nước thải, những điều kiện của phản ứng được điều chỉnh để ưu tiên xảy ra theo 2 cơ chế đầu.
Trên đây là một vài chia sẻ của chúng tôi về những phương pháp làm giảm COD thông dụng nhất hiện nay. Hy vọng mọi người sẽ lựa chọn được phương pháp phù hợp với hệ thống mà mình đang vận hành hoặc có thể kết hợp nhiều phương pháp để nâng cao hiệu quả xử lý.
Hàm lượng COD trong nước thải nhằm chỉ ra sự có mặt của các hợp chất đang tồn tại trong nước thải. Chỉ số này càng cao thì nước thải càng ô nhiễm hơn. Cùng điểm qua một số phương pháp để có thể xử lý COD trong nước thải thật hiệu quả.
Phương pháp xử lý COD trong nước thải bằng vi sinh vật
Nhờ hiệu suất xử lý nhanh, hiệu quả cao, tiết kiệm thời gian và chi phí vận hành tối ưu so với nhiều phương pháp khác mà ứng dụng chế phẩm vi sinh chính là một phương pháp xử lý COD rất phổ biến hiện nay. Hơn thế nữa, khi sử dụng vi sinh vật, các hệ thống xử lý nước sẽ có khả năng xử lý COD ở nồng độ cao từ 2000mg/l trở lên.
Các vi sinh vật trong chế phẩm vi sinh có nhiệm vụ cụ thể là phân hủy chất hữu cơ. Các nhóm vi sinh vật khác nhau có cơ chế xử lý COD khác nhau. Cụ thể gồm hai quy trình là hiếu khí và kỵ khí được tham gia bởi hai nhóm vi sinh vật tương ứng.
Xử lý COD bằng vi sinh vật hiếu khí được áp dụng cho các loại nước thải có hàm lượng COD dưới 3000 mg/L. Đây chính là nhóm vi sinh vật dị dưỡng xem nguồn thức ăn là chất hữu cơ, chúng tiêu hóa và từ đó phát triển phân chia để tạo ra vi sinh vật mới để có thể tiếp tục quá trình tiêu hóa chất hữu cơ.
Xử lý COD bằng vi sinh kỵ khí thường phù hợp với nguồn nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao và chỉ số COD từ 2000mg/L trở lên. Quá trình này sẽ diễn ra trong môi trường thiếu khí, chẳng hạn như bể UASB.
Phương pháp xử lý COD trong nước thải bằng các hóa chất oxy hóa
Các chất oxy hóa như Cl2, O3, H2O2…có thể được sử dụng để giảm COD. Khi cho các chất này vào nước, quá trình oxy hóa sẽ diễn ra và từ đó chuyển hóa các chất gây ô nhiễm độc hại hại thành những chất ít độc hơn rồi tách chúng ra khỏi nước. Sau quá trình này, lượng COD trong nước sẽ được giảm đi đáng kể.
Phương pháp oxy hóa này được đánh giá là phù hợp với nước thải chứa ít chất hữu cơ và nhiều chất khó phân hủy sinh học. Nhìn chung, cách sử dụng hóa chất oxy hóa để giảm COD thường phù hợp với xử lý nước thải sinh hoạt. Tuy nhiên, đừng quên rằng các hóa chất này có thể gây hại cho các vi sinh vật có ích trong nước thải vì thế mà quá trình sử dụng cần cân nhắc vấn đề liều lượng cho thật phù hợp.
Phương pháp xử lý COD trong nước thải bằng hóa chất keo tụ
Chất keo tụ chính là các chất như phèn, sắt, PAC, v.v., cho phép các hạt rất nhỏ kết dính thành những hạt lớn hơn và lắng đọng, tạo thành các khối bùn lớn. Cơ chế keo tụ hóa học nêu trên chính là một phương pháp có thể áp dụng để xử lý COD trong nước thải.
Cách thêm các hóa chất như PAC hoặc phèn đơn vào nước để liên kết các hạt rắn lại với nhau và tạo thành các bông cặn lớn lắng và lắng sẽ hiệu quả trong trường hợp nước có nhiều các chất rắn không hòa tan hay bùn cặn. Sau khi keo tụ, quá trình lắng tiếp theo sẽ góp phần tách lớp bùn này ra khỏi nước để từ đó làm giảm đáng kể COD trong nước.
Phương pháp này giúp giảm COD trong nước thải, phù hợp nhất với nước thải chứa hàm lượng TSS lớn vì bản chất COD phần lớn đến từ TSS và chất rắn không tan. Tuy vậy, người vận hành cần chú ý đến quá trình trộn và lắng này do việc khuấy sẽ đẩy nhanh phản ứng lắng và cũng xử lý lượng COD trong nước thải tốt hơn nhiều.
Phương pháp xử lý COD trong nước thải bằng cách trung hòa
Phương pháp này được hiểu đơn giản chính là sử dụng chất trung hòa nhằm thay đổi độ pH, đưa nước thải về ngưỡng trung tính [ độ pH từ 6,5 đến 8,5]. Các tác nhân khác nhau được sử dụng tùy thuộc vào hàm lượng COD trong nước thải. Dưới đây là một vài tác nhân điển hình mà bạn có thể tham khảo:
Nước thải nhiễm kiềm: sử dụng các loại muối axit hay một số axit như H2SO4, HNO3, HCl để trung hòa
Nước thải nhiễm kim loại: thường được trung hòa bằng các hợp chất bazơ như NaOH, CaOH, CaO hoặc muối Na2CO3.
Nước thải có tính axit: trung hòa bằng các chất như CaCO3, KOH, NaOH, NH4OH…
Phương pháp xử lý COD trong nước thải bằng lọc và hấp phụ bằng than hoạt tính
Sau quá trình xử lý sơ cấp, có thể dùng than hoạt tính để hấp thụ các chất hữu cơ, ozon, clo… còn sót lại và loại bỏ COD. Ngoài ra, than hoạt tính có một chức năng khá hữu ích là giúp loại bỏ mùi hôi và giảm lượng hóa chất cần thiết, hạn chế sự độc hại từ các chất hóa học.
Hiện nay, vấn đề xử lý COD trong nước thải được xem là vô cùng quan trọng với từng doanh nghiệp sản xuất. Đặc biệt hơn nữa là khi tiêu chuẩn nước thải đầu ra được quy định chặt chẽ hơn trước.
Trên đây là các phương án xử lý COD trong nước thải mà người vận hành có thể tham khảo để lựa chọn phương pháp phù hợp và tối ưu nhất. Việc sử dụng COD đúng đắn chính là nhằm thể hiện được trách nhiệm với môi trường và đặc biệt là tuân thủ pháp luật cho mỗi doanh nghiệp. Vì thế, để quá trình này diễn ra thật chuẩn xác, bạn không nên bỏ qua sự hỗ trợ từ các đơn vị xử lý nước thải chuyên nghiệp.
Một đơn vị mà bạn hoàn toàn có thể tin tưởng chính là Công ty Giải pháp môi trường HANA. Chúng tôi cam kết sẽ mang đến bạn những lời tư vấn và quá trình thi công, vận hành một cách thật chuyên nghiệp. Liên hệ ngay: