5+ Cách xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học

Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học là một trong những giải pháp hiệu quả và phổ biến nhằm loại bỏ các chất ô nhiễm trong nước thải. Phương pháp này sử dụng các phản ứng hóa học để trung hòa, kết tủa hoặc oxy hóa các chất độc hại, giúp nước thải đạt tiêu chuẩn trước khi xả thải ra môi trường.

Là chuyên gia trong lĩnh vực cung cấp hóa chất tại GH Group, tôi sẽ cùng bạn tìm hiểu về mục đích, các phương pháp xử lý nước thải hóa học phổ biến như trung hòa, tạo kết tủa, oxy hóa, ozone hóa, và phân tích ưu nhược điểm của phương pháp này.

1. Mục đích của xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học

Mục đích của việc xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học 

• Loại bỏ các chất ô nhiễm hòa tan và không hòa tan: Các chất ô nhiễm như kim loại nặng, hợp chất hữu cơ, dầu mỡ và các hạt lơ lửng được loại bỏ thông qua các phản ứng hóa học như kết tủa, oxy hóa hoặc trung hòa. Điều này giúp cải thiện chất lượng nước thải, giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường và hệ sinh thái.
• Khử màu, mùi hôi của nước thải: Nước thải từ các ngành công nghiệp như dệt nhuộm, thực phẩm hoặc hóa chất thường chứa các hợp chất gây màu và mùi khó chịu. Phương pháp hóa học, như sử dụng chất oxy hóa mạnh (Clo, Ozone), giúp phá vỡ các hợp chất này, trả lại nước thải trong suốt và không mùi.
• Điều chỉnh pH: Nước thải công nghiệp thường có độ pH không ổn định, có thể quá axit hoặc quá kiềm, gây nguy hại cho môi trường. Phương pháp hóa học sử dụng các chất trung hòa như vôi, axit sulfuric hoặc NaOH để điều chỉnh pH về mức an toàn (6,5 - 8,5), đảm bảo nước thải đạt tiêu chuẩn xả thải.
• Tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh: Các vi sinh vật gây bệnh trong nước thải, như vi khuẩn, virus, được tiêu diệt thông qua các chất khử trùng hóa học như Clo hoặc các hợp chất oxy hóa mạnh. Điều này giúp bảo vệ sức khỏe cộng đồng và giảm nguy cơ lây lan dịch bệnh qua nguồn nước.

2. Cách xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học

2.1. Phương pháp xử lý hóa học trung hòa

Phương pháp xử lý hóa học trung hòa trong xử lý nước thải bằng hóa chất

Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học trung hòa là một kỹ thuật quan trọng nhằm điều chỉnh độ pH của nước thải về mức trung tính (6,5 - 8,5), tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật phân hủy các chất ô nhiễm và đảm bảo nước thải đạt tiêu chuẩn trước khi xả ra môi trường.

Nguyên lý cơ bản của phương pháp trung hòa: Phương pháp này dựa trên các phản ứng hóa học xảy ra giữa muối, kiềm, và axit để cân bằng độ pH của nước thải. Khi nước thải có tính axit hoặc kiềm cao, các tác nhân trung hòa được thêm vào để phản ứng và đưa pH về trạng thái trung tính.

Các tác nhân trung hòa phổ biến

• Nước thải chứa kiềm (pH cao): Sử dụng các hóa chất có tính axit hoặc muối axit để trung hòa. Tác nhân trung hòa như hóa chất HCl (axit clohydric), HNO3 (axit nitric), H2SO4 98% (axit sulfuric).
• Nước thải nhiễm kim loại nặng: Các kim loại nặng thường tồn tại trong nước thải công nghiệp như xi mạ, điện tử. Các hóa chất gây trung hòa như CaO (vôi sống), Ca(OH)2 (vôi tôi), NaOH (xút vảy), Na2CO3 (natri cacbonat).
• Nước thải chứa axit (pH thấp): Sử dụng các hóa chất có tính kiềm để trung hòa như KOH (kali hydroxit), NH4OH (amoni hydroxit), vôi (CaCO3), NaOH, Na2CO3, MgCO3 (magie cacbonat).

Lợi ích của phương pháp trung hòa

• Điều chỉnh pH về trung tính: Đảm bảo nước thải không gây hại cho môi trường và hệ thống xử lý tiếp theo.
• Hỗ trợ vi sinh vật: Tạo môi trường thuận lợi cho vi sinh vật phân hủy các chất hữu cơ trong các giai đoạn xử lý sinh học.
• Loại bỏ kim loại nặng: Kết hợp trung hòa và kết tủa để loại bỏ các ion kim loại nặng độc hại.

2.2. Phương pháp xử lý hóa học tạo kết tủa

Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học tạo kết tủa 

Phương pháp tạo kết tủa là một kỹ thuật quan trọng trong xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học, đặc biệt hiệu quả với nước thải chứa nhiều tạp chất và kim loại nặng. Phương pháp này giúp loại bỏ các ion kim loại và tạp chất hòa tan bằng cách chuyển chúng thành dạng không tan (kết tủa), sau đó dễ dàng tách ra khỏi nước.

Nguyên lý của phương pháp tạo kết tủa: Phương pháp này dựa trên hai quá trình kết tủa cơ bản:

• Kết tủa cacbonat: Sử dụng các hóa chất như Na2CO3 (natri cacbonat) hoặc CaCO3 (canxi cacbonat) để phản ứng với các ion kim loại, tạo thành muối cacbonat không tan.
• Kết tủa hidroxit: Sử dụng các hóa chất như NaOH (natri hydroxit) hoặc Ca(OH)2 (vôi tôi) để phản ứng với ion kim loại, tạo thành hydroxit không tan.

Yếu tố quan trọng: Độ pH. Mỗi kim loại nặng sẽ kết tủa hiệu quả nhất ở một khoảng pH nhất định. Vì vậy, việc xác định chính xác độ pH của nước thải là yếu tố quan trọng để đảm bảo quá trình kết tủa diễn ra hiệu quả.

Các hóa chất thường được sử dụng: 

• Phèn nhôm (Al2(SO4)3): Tạo kết tủa với các ion kim loại và hỗ trợ keo tụ các hạt lơ lửng.
• Ferric chloride (FeCl3): Một chất đông tụ mạnh, giúp loại bỏ các kim loại nặng và tạp chất hữu cơ trong nước thải.
• Ferric chloride + vôi: Kết hợp Ferric chloride với vôi để tăng hiệu quả kết tủa, đặc biệt trong nước thải chứa photphat hoặc kim loại nặng.

Ứng dụng của phương pháp tạo kết tủa

• Xử lý nước thải công nghiệp: Loại bỏ kim loại nặng như chì (Pb), kẽm (Zn), đồng (Cu) từ nước thải ngành xi mạ, điện tử, hóa chất.
• Xử lý nước thải sinh hoạt: Loại bỏ photphat để ngăn ngừa hiện tượng phú dưỡng hóa trong môi trường nước.
• Xử lý nước thải y tế: Loại bỏ các hợp chất hữu cơ và kim loại độc hại từ nước thải bệnh viện.

2.3. Phương pháp xử lý hóa học oxy hóa

Phương pháp xử lý hóa học oxy hóa trong xử lý nước

Phương pháp hóa học oxy hóa là một kỹ thuật quan trọng trong xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học, sử dụng các chất oxy hóa mạnh để phá hủy hoặc chuyển đổi các chất ô nhiễm thành dạng ít độc hơn, dễ xử lý hoặc loại bỏ. Phương pháp này đặc biệt hiệu quả trong việc xử lý các hợp chất hữu cơ độc hại, khí độc và các chất khó phân hủy.

Nguyên lý của phương pháp oxy hóa: Phá vỡ liên kết hóa học của các hợp chất hữu cơ phức tạp, chuyển chúng thành các hợp chất đơn giản hơn hoặc CO2 và H2O. Loại bỏ khí độc như H2S, phenol, hydrosunfit trong nước thải.

Các chất oxy hóa thường được sử dụng

• Clorine 70 (Cl2): Là chất oxy hóa mạnh, thường được sử dụng để xử lý nước thải chứa khí độc như phenol, H2S, hydrosunfit. Khi Clo tác dụng với nước, phản ứng xảy ra như sau:

Cl2 + H2O → HOCl + HCl

HOCl ⇔ H+ + OCl-

• HClO (axit hypochlorous), NaClO (natri hypochlorite), Ca(ClO)2 (canxi hypochlorite): Các hợp chất chứa Clo này được sử dụng để khử trùng, oxy hóa các chất hữu cơ và loại bỏ mùi hôi trong nước thải.

• Ozone (O3): Là chất oxy hóa mạnh hơn Clo, thường được sử dụng để xử lý nước thải chứa hợp chất hữu cơ khó phân hủy hoặc để khử màu, mùi. Ngoài các chất oxy hóa, quá trình xử lý oxy hóa cũng cần đến các chất khử để giảm thiểu các tác nhân dư thừa hoặc xử lý các hợp chất độc hại. 

Các chất tham gia vào quá trình khử: Ngoài các chất oxy hóa, quá trình xử lý oxy hóa cũng cần đến các chất khử để giảm thiểu các tác nhân dư thừa hoặc xử lý các hợp chất độc hại. Các chất khử phổ biến bao gồm:

• SO2 (lưu huỳnh dioxide): Sử dụng để khử Clo dư trong nước thải sau quá trình khử trùng.
• H2SO4 (axit sulfuric): Tham gia vào quá trình oxy hóa khử, đặc biệt trong xử lý nước thải chứa kim loại nặng.
• NaHSO3 (natri bisunfit): Dùng để khử Clo dư hoặc các chất oxy hóa mạnh còn sót lại trong nước thải.
• Phèn sắt FeSO4 (sắt II sulfat): Thường được sử dụng trong quá trình oxy hóa khử để loại bỏ các ion kim loại hoặc hợp chất hữu cơ độc hại.

2.4. Phương pháp xử lý hóa học ozone hóa

Xử lý nước thải bằng phương pháp xử lý hóa học ozone hóa

Ozone hóa là một trong những phương pháp xử lý nước thải tiên tiến và hiệu quả, sử dụng ozone (O3) – một chất oxy hóa cực mạnh – để loại bỏ các chất ô nhiễm hữu cơ, khử màu, mùi và tiêu diệt vi khuẩn trong nước thải. Với khả năng oxy hóa cao, ozone dễ dàng phản ứng và phá vỡ cấu trúc của các hợp chất độc hại, mang lại hiệu quả xử lý vượt trội.

Nguyên lý của phương pháp ozone hóa: Ozone (O3) có đặc tính oxy hóa mạnh, dễ dàng nhường oxy cho các tạp chất hữu cơ hoặc vô cơ trong nước thải. Khi ozone tiếp xúc với nước thải, nó phá vỡ các liên kết hóa học trong các hợp chất hữu cơ, làm chúng phân hủy thành các hợp chất đơn giản hơn hoặc vô hại như CO2 và H2O. Ngoài ra, ozone còn có khả năng tiêu diệt vi khuẩn, virus và các vi sinh vật gây bệnh, đảm bảo nước thải đạt tiêu chuẩn an toàn.

Ứng dụng của phương pháp ozone hóa

• Khử mùi và màu: Ozone hóa được sử dụng để khử mùi khó chịu và loại bỏ màu từ các chất nhuộm trong nước thải công nghiệp, đặc biệt là ngành dệt nhuộm và thực phẩm.
• Tiêu diệt vi khuẩn và vi sinh vật: Sau quá trình ozone hóa, lượng vi khuẩn trong nước thải có thể giảm đến hơn 99%, đảm bảo nước thải an toàn trước khi xả ra môi trường.
• Tẩy trắng và loại bỏ hợp chất hữu cơ khó phân hủy: Ozone hóa giúp phá hủy các hợp chất hữu cơ khó phân hủy sinh học, như phenol, thuốc nhuộm, hoặc các chất độc hại trong nước thải công nghiệp.

Xem thêm: Polymer trong xử lý nước thải: Ứng dụng và cơ chế hoạt động

2.5. Phương pháp xử lý hóa học oxy hóa khử

Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học oxy hóa khử

Phương pháp oxy hóa khử là một kỹ thuật quan trọng trong xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học, dựa trên quá trình trao đổi electron giữa các chất trong nước thải. Một chất sẽ đóng vai trò chất oxy hóa (nhận electron) và chất còn lại là chất khử (mất electron). Phương pháp này thường được áp dụng trong các trường hợp mà các chất ô nhiễm không thể tách ra khỏi nước thải bằng các phương pháp thông thường.

Nguyên lý của phương pháp oxy hóa khử

• Oxy hóa: Là quá trình một chất nhận electron từ chất khác, làm tăng hóa trị của chất đó.
• Khử: Là quá trình một chất mất electron, làm giảm hóa trị của chất đó.

Trong xử lý nước thải, các chất ô nhiễm sẽ tham gia vào phản ứng oxy hóa khử, chuyển đổi thành các dạng ít độc hơn hoặc dễ dàng loại bỏ hơn.

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

Ưu điểm và nhược điểm của việc xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học

Ưu điểm

• Dễ tìm mua hóa chất: Các loại hóa chất sử dụng trong xử lý nước thải như NaOH, H2SO4, Clo, Ozone, phèn nhôm, vôi,… đều phổ biến và dễ dàng tìm mua trên thị trường.
• Phương pháp xử lý dễ sử dụng và quản lý: Quy trình xử lý hóa học không quá phức tạp, dễ dàng vận hành và quản lý, phù hợp với nhiều loại nước thải khác nhau. Các hệ thống xử lý hóa học thường được thiết kế đơn giản, dễ bảo trì và vận hành.
• Không gian xử lý chiếm diện tích nhỏ: So với các phương pháp xử lý sinh học hoặc cơ học, phương pháp hóa học yêu cầu ít diện tích hơn để lắp đặt hệ thống.

Nhược điểm

• Chi phí xử lý nước thải cao: Giá thành của các hóa chất xử lý và chi phí vận hành hệ thống thường cao hơn so với các phương pháp khác, đặc biệt khi xử lý nước thải với quy mô lớn.
• Tạo ra chất gây ô nhiễm thứ cấp:Trong quá trình xử lý, các phản ứng hóa học có thể tạo ra các sản phẩm phụ hoặc chất ô nhiễm thứ cấp, cần được xử lý thêm trước khi xả ra môi trường.

Xử lý nước thải không chỉ là trách nhiệm của mỗi doanh nghiệp mà còn là một phần quan trọng trong việc bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng. Phương pháp xử lý nước thải bằng hóa học với những ưu điểm vượt trội đã chứng minh được vai trò quan trọng trong việc giải quyết các vấn đề ô nhiễm nước thải phức tạp. Tuy nhiên, để đạt được hiệu quả tối ưu, cần lựa chọn đúng phương pháp, kiểm soát quy trình và đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn môi trường.

Hóa chất Gia Hoàng luôn sẵn sàng đồng hành cùng bạn trong hành trình xây dựng một môi trường sạch hơn, bền vững hơn. Với sự tận tâm và chuyên môn cao, chúng tôi cam kết mang đến những giải pháp xử lý nước thải hiệu quả và phù hợp nhất cho từng nhu cầu cụ thể. Hãy để chúng tôi giúp bạn góp phần bảo vệ hành tinh xanh!

CÔNG TY TNHH THƯƠNG MẠI DỊCH VỤ XUẤT NHẬP KHẨU GIA HOÀNG

• Địa chỉ: 33/111 Tô Ký, Phường Tân Chánh Hiệp, Quận 12, TP. Hồ Chí Minh
• VPGD: 33/B4 Tô Ký, Phường Tân Chánh Hiệp, Quận 12, TP. Hồ Chí Minh
• Email: hoangkimthangmt@gmail.com
• Website: https://ghgroup.com.vn
•  Hotline: 0916047878