Chuyển hóa hóa học trong xử lý nước

Tùy thuộc vào thành phần bản chất của nguồn ô nhiễm, các tạp chất nhiễm bẩn có tính chất khác nhau, thành phần hóa học khác nhau, có các loại tạp chất tan, chất không tan, việc xử lý nước thải sinh hoạt là loại bỏ các tạp chất đó, làm sạch nước và có thể đưa nước vào nguồn tiếp nhận hoặc đưa vào tái sử dụng. Việc lựa chọn phương pháp xử lý thích hợp thường được căn cứ trên đặc điểm của các loại tạp chất có trong nước thải: thành phần tính chất, nguồn gây ô nhiễm để có phương pháp xử lý riêng.

 Có rất nhiều phương pháp khác nhau trong xử lý nước thải trong đó có sử dụng xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học vào xử lý nước thải sinh hoạt đang là một giải pháp tối ưu nhất trong bảo vệ môi trường nước. Phương pháp xử lý hóa học thường dùng trong hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt gồm có: trung hòa, oxy hóa khử, tạo kết tủa hoặc phản ứng phân hủy các hợp chất độc hại.

xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học

Nước thải sản xuất của nhiều ngành công nghiệp có thể chứa axit hoặc kiềm. Để ngăn ngừa hiện tượng xâm thực và để tránh cho quá trình sinh hóa ở các công trình làm sạch và nguồn nước không bị phá hoại, ta cần phải trung hòa nước thải tách loại một số ion kim loại nặng ra khỏi nước thải. Mặt khác muốn nước thải được xử lý tốt bằng phương pháp sinh học phải tiến hành trung hòa và điều chỉnh pH về 6.6 -7.6

Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học gồm có: trung hòa, oxy hóa và khử. Tất cả các phương pháp này đều dùng tác nhân hóa học nên tốn nhiều tiền. Người ta sử dụng các phương pháp hóa học để khử các chất hòa tan và trong các hệ thống nước khép kín.

Đôi khi phương pháp này được dùng để xử lý sơ bộ trước khi xử lý sinh học hay sau công đoạn này như là một phương pháp xử ý nước thải lần cuối để thải vào nguồn.

Bản chất của xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học là đưa vào nước thải một hóa chất nào đó, hóa chất này phản ứng với các chất ô nhiễm trong nước thải để tạo thành cặn lắng, chất hòa tan, hay các sản phẩm không độc hại. Trung hòa nước thải được thực hiện bằng nhiều cách khác nhau:

– Trộn lẫn nước thải với axit hoặc kiềm.

– Lọc nước axit qua vật liệu lọc có tác dụng trung hòa.

– Bổ sung các tác nhân hóa học.

– Hấp thụ khí axit bằng chất kiềm hoặc hấp thụ amoniăc bằng nước axit.

Trong quá trình trung hòa một lượng bùn cặn được tạo thành. Lượng bùn này phụ thuộc vào nồng độ và thành phần của nước thải cũng như loại và lượng các tác nhân xử dụng cho quá trình.

2. Phương pháp xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học oxy hóa và khử:

Để làm sạch nước thải dùng các chất oxy hóa như Clo ở dạng khí và hóa lỏng, clorat canxi, dioxyt clo,  hypoclorit canxi và natri, bicromat kali, pemanganat kali, oxy không khí, ozon…

Trong quá trình oxy hóa, các chất độc hại trong nước thải được chuyển thành các chất ít độc hơn và tách ra khỏi nước thải. Quá trình này tiêu tốn một lượng lớn tác nhân hóa học, do đó quá trình oxy hóa học chỉ được dùng trong những trường hợp khi các tạp chất gây nhiễm bẩn trong nước thải không thể tách bằng những phương pháp khác.

2.1. Xử lý nước thải bằng phương pháp oxi hóa: 

– Cơ chế của phương pháp quá trình oxi hóa diễn ra nhằm nhiệm vụ tách các chất ô nhiễm độc hại chuyển thành chất ít độc và tách chúng ra.khỏi nước. Quá trình này có tốc độ xử lý cao tuy nhiên tiêu tốn khá nhiều hóa chất. Ta cùng tìm hiểu chi tiết của phương pháp này

 + Oxy hóa bằng Clo:

– Clo và các chất có chứa clo hoạt tính là chất oxy hóa đem lại hiệu quả và được sử dụng rông rãi nhất. Chúng được sử dụng để tách  H2S, hydrosunfit, các hợp chất chứa metylsunfit, phenol, xyanua ra khỏi nước thải. Sau khi quá trình oxi hóa clo các chất độc hại o nhiễm được tách riêng ra khỏi nước thải quá trình này diễn ra theo phản ứng giũa clo và nước thải như sau.

– Cl2 + H2O =>HOCl + HCl

– HOCl ↔  H+ + OCl-

Tổng Cl, HOCl và OCl- được gọi là clo tự do hay clo hoạt tính.

 + Các nguồn cung cấp clo hoạt tính còn có clorat canxi (CaOCl2), hypoclorit, dioxyt clo, clorat canxi tạo ra  theo phản ứng:

– Ca(OH)2 + Cl2 => CaOCl2 + H2O

2.2. Phương pháp Ozon hóa

Ozo tác động mạnh mẽ với các chất khoáng và chất hữu cơ, oxy hóa bằng ozo cho phép đồng thời khử mùi, khử màu và tiệt trùng nước. Sau quá trình ozon hóa số lượng vi khuẩn bị tiêu diệt đến hơn 99%, ozo còn oxy hóa các hợp chất Nito, Photpho…

3. Ưu nhược điểm của xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học:

– Ưu điểm:

+ Nguyên liệu hoá chất dễ mua.

+Phương pháp xử lý hóa học dễ sử dụng, dễ quản lý.

+ Không gian xử lý nước thải nhỏ.

– Nhược điểm:

+ Chi phí xử lý bằng hoá chất có giá thành cao.

+ Có khả năng tạo ra một số chất ô nhiễm thứ cấp từ các phản ứng hóa học.

Quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp chất hóa học phù hợp để tác dụng với các chất bẩn, tạp chất có trong nước thải để tạo thành chất hòa tan ít độc hoặc không độc với môi trường hoặc tạo ra chất lắng đọng dễ xử lý.