Ethanol công nghiệp là cụm từ được tìm kiếm nhiều nhất hiện nay. Về công thức hóa học, tính chất và có vai trò quan trọng trong xử lý nước thải.

Ethanol Công Nghiệp Là Gì? Công Thức, Vai Trò Trong Xử Lý Nước Thải

Ethanol công nghiệp là một loại cồn được sản xuất để sử dụng trong ngành công nghiệp đặc biệt là chất để xử lý nước thải. Ethanol còn được sử dụng rộng rãi trong các ngành như mỹ phẩm, năng lượng,.. Bài viết dưới đây là thông tin chi tiết về ethanol và ứng dụng quan trọng trong ngành công nghiệp.

Ethanol công nghiệp là gì?

Ethanol công nghiệp là một dạng etanol (C2H5OH) được sản xuất với mục đích công nghiệp và thường không cần độ tinh khiết cao như ethanol dành cho thực phẩm. Nồng độ của nó thường nằm trong khoảng từ 95% đến 99,5%.

Dựa trên mục đích sử dụng, ethanol công nghiệp được phân loại thành:

• Ethanol 96% (cồn 96 độ): bao gồm khoảng 4% nước, thường được sử dụng cho các mục đích tẩy rửa, sát trùng, và làm dung môi.
• Ethanol khan (99,5%): được áp dụng trong ngành dược phẩm, mỹ phẩm, hoặc lĩnh vực điện tử. 
• Nguồn nguyên liệu để sản xuất ethanol bao gồm:

• Từ sinh khối: mía, sắn, ngô, và lúa mì thông qua quy trình lên men.
• Từ hóa dầu: thông qua phản ứng hydrat hóa ethylene.

Dù vẫn gọi là ethanol, ethanol công nghiệp có thể chứa một lượng nhỏ tạp chất hoặc được điều chỉnh bằng các chất khác (chẳng hạn như isopropanol) nhằm ngăn chặn việc sử dụng không đúng cách. Điều cần lưu ý là ethanol dành cho xử lý nước thải cần phải không có methanol, một chất cực kỳ độc hại đối với vi sinh vật và môi trường.

Ethanol công nghiệp là một dạng etanol với nhiều loại khác nhau

Công thức hóa học và tính chất của ethanol công nghiệp

• Công thức: C₂H₅OH hoặc CH₃CH₂OH
• Khối lượng mol: 46,07 g/mol
• Điểm sôi: 78,37°C
• Tỷ trọng: 0,789 g/cm³ ở 20°C
• Đặc tính: Chất lỏng trong suốt, hòa tan hoàn toàn trong nước, có tính bay hơi cao, dễ cháy và có mùi đặc trưng.

Phản ứng hóa học của ethanol công nghiệp

Ethanol là hóa chất được dùng trong công nghiệp, với nhiều phản ứng hóa học khác nhau. Tuy nhiên, 02 phản ứng hóa học quan trọng là:

Phản ứng cháy hoàn toàn

C₂H₅OH + 3O₂ → 2CO₂ + 3H₂O + Nhiệt

Ethanol là nguồn năng lượng sạch, cung cấp carbon và năng lượng cho các vi sinh vật trong hệ thống xử lý.

Phản ứng oxi hóa một phần

C₂H₅OH + O → CH₃CHO + H₂O

Tạo ra acetaldehyde, sau đó có thể được oxy hóa thành acid acetic hoặc CO₂.

Ethanol có 2 phản ứng hóa học tiêu biểu

Lợi ích của ethanol công nghiệp trong xử lý nước thải

Việc áp dụng ethanol công nghiệp trong việc xử lý nước thải mang đến nhiều lợi thế nổi bật:

• Dễ dàng bị vi sinh vật phân hủy: Ethanol là một hợp chất hữu cơ đơn giản, có khả năng phân hủy sinh học nhanh chóng nhờ vi sinh vật, tạo ra nguồn carbon sẵn có và hiệu quả cho hệ vi sinh vật.
• Khả năng khử nitrat tốt: Ethanol cung cấp lượng electron dồi dào cho vi sinh vật khử nitrat, giúp thúc đẩy quá trình chuyển đổi NO₃⁻ thành N₂ diễn ra một cách nhanh chóng và hiệu quả.
• An toàn hơn so với methanol: Khi so với methanol, một nguồn carbon khác nhưng có tính độc hại, ethanol công nghiệp an toàn hơn rất nhiều trong quá trình dùng và bảo quản, giúp giảm thiểu nguy cơ cho các công nhân và môi trường.
• Giảm đáng kể nồng độ nitrat: Việc sử dụng ethanol giúp giảm nhanh chóng nồng độ nitrat trong bể thiếu khí.
• Hiệu quả trong việc khử nitơ: Đảm bảo đạt hiệu suất cao trong việc loại bỏ nitơ tổng thể ra khỏi nước thải.
• Không gây độc hại nếu sử dụng ethanol tinh khiết đúng cách: Khi ethanol công nghiệp đạt tiêu chuẩn tinh khiết cao và được dùng với liều lượng phù hợp, nó sẽ không gây hại cho hệ vi sinh vật trong hệ thống xử lý.

Lưu ý khi sử dụng ethanol công nghiệp

Mặc dù việc áp dụng ethanol công nghiệp trong quá trình xử lý nước thải có nhiều lợi ích, nhưng cần chú ý đến một số điểm quan trọng để đảm bảo hiệu quả và sự ổn định:

• Tránh sốc tải: Nếu cho vào quá nhiều ethanol một cách đột ngột, có thể làm cho hệ thống vi sinh vật bị sốc, dẫn đến giảm hiệu quả xử lý hoặc thậm chí là vi sinh bị thiệt hại. Cần có phương pháp cung cấp từ từ và một cách ổn định.
• Kiểm soát liều lượng và lưu lượng châm ethanol công nghiệp
• Tránh tình trạng vi sinh phát triển quá mức: Lượng carbon dư thừa có thể khiến cho vi sinh vật gia tăng một cách không kiểm soát, gây ra hiện tượng bùn nổi, nghẽn ống dẫn hoặc làm phức tạp quá trình tách lỏng rắn. Cần xác định liều lượng tối ưu dựa trên phân tích nước thải đầu vào và hiệu quả mong muốn.

Lưu ý khi sử dụng ethanol công nghiệp

Kết luận

Ethanol công nghiệp được xem là một lựa chọn lý tưởng cho việc xử lý nước thải sinh học, góp phần nâng cao hiệu suất trong việc xử lý chỉ số COD, BOD và loại bỏ nitrat nhờ khả năng cung cấp nguồn cacbon dễ phân hủy. Với đặc tính an toàn, chi phí hợp lý và thân thiện với môi trường, ethanol ngày càng được nhiều công ty và nhà máy xử lý nước thải tại Việt Nam áp dụng như một giải pháp bền vững, hiệu quả và tiết kiệm.