Với những nguồn nước thải công nghiệp có chứa hàm lượng các chất lơ lửng, độ màu, kim loại nặng (Cr, Fe, Ni, Ca…) cao, pH quá cao hoặc quá thấp, chứa các chất khử trùng, các dung môi hữu cơ… việc áp dụng công nghệ sinh học vào xử lý không đem lại hiệu quả cao do hàm lượng các chất trên có thể làm chết vi sinh vật có thể áp dụng xử lý nước thải công nghiệp bằng phương pháp hóa lý
Nguồn nước có tính chất như trên thường được tạo ra trong các ngành công nghiệp: chế biến khoáng sản, luyện kim, sơn, xi mạ, sản xuất linh kiện điện tử, …
THAM KHẢO THÊM:
Nội dung
Cơ chế xử lý nước thải công nghiệp bằng phương pháp hóa lý
Cơ chế của phương pháp hóa lý được hiểu là việc đưa vào nước thải chất phản ứng cụ thể nào đó. Chất này phản ứng với các tạp chất bẩn tồn tại trong nguồn nước thải và loại bỏ chúng một cách triệt để.
Một số phương pháp hóa lý được áp dụng hiện nay trong xử lý nước thải công nghiệp gồm: keo tụ tạo bông, tuyển nổi, hấp phụ, trao đổi ion…
Các phương pháp xử lý nước thải công nghiệp bằng phương pháp hóa lý
Phương pháp keo tụ tạo bông
Mục đích: Quá trình keo tụ tạo bông được áp dụng vào khử màu, giảm độ đục, loại bỏ cặn cơ lửng có trong nước.
Cơ chế: Thông thường trong nước thải công nghiệp có chứa các chất lơ lửng có kích thước rất nhỏ từ vài micromet đến vài mm mà nếu áp dụng phương pháp lý học ( lắng) không thể loại bỏ được. Các chất keo tụ giúp các hạt cặn lơ lửng có kích thước nhỏ liên kết với nhau tạo thành các bông cặn to hơn dễ lắng xuống đáy bể.
Hóa chất thường dùng: Để sử dụng vào việc keo tụ người thường dùng: Phèn nhôm (Al2(SO4)3.18H2O), Phèn sắt (FeSO4.7H2O), vôi, soda, NaOH,
Những yếu tố ảnh hưởng:
- Ảnh hưởng của pH
- Nhiệt độ nước
- Liều lượng chất keo tụ và chất trợ keo tụ
- Tạp chất trong nước
- Tốc độ khuấy trộn
Phương pháp tuyển nổi
Mục đích: Loại bỏ chất rắn hòa tan, cặn lơ lửng khó lắng trong nước.
Cơ chế: thực chất quá trình tuyển nổi là việc kết dính phân tử các chất lơ lửng với bề mặt phân chia giữa nước và khí. Sự dính kết diễn ra nhờ có năng lượng tự do trên bề mặt phân chia đó, và nhờ hiện tượng bề mặt đặc biệt gọi là hiện tượng tẩm ướt. Hiện tượng này xuất hiện ở những nơi tiếp xúc giữa ba pha( lỏng – rắn – khí), tức là xuất hiện theo chu vi tẩm ướt.
Trong nước các phần tử chất răn chỉ dính bám vào bề mặt bọt khí khi chúng không hoặc kém bị tẩm ướt đối với nước. Khả năng tẩm ướt một số chất lỏng tuỳ thuộc vào độ phân cực của nó. Độ phân cực của chất lỏng càng cao thì nó càng khó thẩm ướt đối với vật rắn. Nước có thể tẩm ướt tất cả các vật trừ một số mỡ hữu cơ.
Khả năng tẩm ướt của chất lỏng được đánh giá bằng giá trị của sức căng bề mặt của nó tại biên giới phân chia khí – lỏng, đồng thời bằng sự phân cực ở biên giới lỏng – rắn. Sức căng bề mặt của chất lỏng và hiệu phân cực càng nhỏ thì vật rắn càng dễ bị tẩm ướt.
Một số phương pháp tuyển nổi:
- Tuyển nổi phân tán không khí bằng thiết bị cơ học;
- Tuyển nổi phân tán không khí bằng máy bơm khí nén;
- Tuyển nổi với tách không khí từ nước;
- Tuyển nổi điện, tuyển nổi sinh học và hoá học.
Phương pháp hấp phụ
Mục đích: Loại bỏ cặn lơ lửng, chất độc hại như alkylbenzen-sulphonic acid, Phenol, Hydroxyl, chất hoạt động bề mặt, dung môi Clo hóa, thuốc nhuộm, các hợp chất thơm, khử màu, thủy ngân… trong nước.
Cơ chế: Các chất ô nhiễm có trong nước thải công nghiệp được hấp phụ vào vật liệu theo 3 giai đoạn:
- Di chuyển các chất cần hấp phụ từ nước thải tới bề mặt hạt hấp phụ.
- Thực hiện quá trình hấp phụ;
- Di chuyển chất ô nhiễm vào bên trong hạt hấp phụ (vùng khuếch tán trong).
Một số vật liệu hấp phụ thường dùng: Than hoạt tính, xỉ tro, xỉ, mạt sắt , đất sét, silicagen, chất tổng hợp…
Yếu tố ảnh hưởng
- Lượng chất hấp phụ;
- Tính chất, khả năng hấp phụ của vật liệu hấp phụ;
- Hàm lượng chất ô nhiễm có trong nước thải.
Phương pháp trung hòa
Mục đích: Trung hòa pH trong nước về trung tính để ngăn ngừa hiện tượng xâm thực, thuận tiện cho quá trình xử lý nước thải công nghiệp bằng hóa chất hoặc vi sinh. Trung hòa còn nhằm mục đích tách loại một sốion kim loại nặng ra khỏi nước thải.
Hóa chất trung hòa nước thải: CaCO3, CaO, Ca(OH)2, MgO, Mg(OH)2,
CaO0.6MgO0.4,(Ca(OH)2)0.6(Mg(OH)2)0.4,NaOH, Na2CO3, H2SO4, HCl, HNO3,…
Phương pháp trung hòa nước thải:
- Trung hoà bằng trộn nước thải chứa axit và nước thải chứa kiềm;
- Trung hoà bằng cách cho thêm hoá chất vào nứơc thải;
- Trung hoà nước thải chứa axit bằng cách lọc qua lớp vật liệu lọc trung hoà.
Phương pháp trích li
Mục đích: Loại bỏ dung môi hữu cơ phenol, dầu, axit hữu cơ, ion kim loại..
Nguyên lý cơ bản: Các chất trong nước thải hòa tan vào dung môi hữu cơ, theo quy luật phân bố nồng độ chất bẩn trong nước sẽ giảm đi. Tiếp tục tách dung môi ra khỏi nước thì nước thải coi như được làm sạch.
Kỹ thuật trích li: Kỹ thuật trích ly có thể tiến hành như sau : cho dung môi vào trong nước thải và trộn đều cho tới khi đạt trạng thái cân bằng. Tiếp đó cho qua bể lắng. Do sự chênh lệch về trọng lượng riêng nên hỗn hợp sẽ phân ra hai lớp và dễ tách biệt chúng ra bằng phương pháp cơ học.
Phân loại:
- Tháp trích ly với vòng tiếp xúc (vòng đệm)
- Tháp trích ly kiểu vòi phun tia
- Tháp trích ly với đĩa roto quay
- Tháp trích ly kiểu rung
- Tháp trích ly kiều lắng – trộn
Phương pháp trao đổi ion
Mục đích: Loại bỏ ion kim loại nhưZn, Cu, Ni, Pb, Hg, Cd, Mn,… cũng nhưcác hợp chất của Asen, Photpho, Xyanua và chất phóng xạ.
Phương pháp này cho phép thu hồi các kim loại có giá trị và đạt được mức độ xử lý cao. Vì vậy nó là phương pháp để ứng dụng rộng rãi để tách muối trong xử lý nước cấp và nước thải công nghiệp.
