Xử lý nước thải sinh hoạt thường có 3 phương pháp xử lý đó là phương pháp cơ học, phương pháp hóa lý và phương pháp sinh học (Ứng dụng chế phẩm vi sinh xử lý nước thải sinh hoạt và bùn hoạt tính). Xử lý nước thải sinh hoạt bằng phương pháp cơ học đã được tôi giải thích ở bài viết “Đặc tính và nguồn gốc nước thải sinh hoạt”. Bài viết hôm nay tôi sẽ giải thích cho bạn phương pháp hóa lý trong xử lý nước thải sinh hoạt.
Nói đến phương pháp hóa lý đầu tiên phải nói đến quá trình keo tụ tạo bông
Quá trình keo tụ tạo bông là các hạt cặn có kích thước nhỏ hơn 10-4 mm thường không thể tự lắng được mà luôn tồn tại ở trạng thái lơ lửng. Muốn loại bỏ các hạt cặn lơ lửng phải dùng đến biện pháp xử lý cơ học kết hợp với biện pháp hóa học tức là cho vào nước cần xử lý các chất phản ứng để tạo ra các hạt keo có khả năng kết dính lại với nhau và liên kết các hạt lơ lửng trong nước tạo thành các bông cặn lớn hơn có trọng lượng đáng kể. Do đó các bông cặn mới tạo thành dễ dàng lắng xuống ở bể lắng. Để thực hiện quá trình keo tụ, người ta cho vào trong nước các chất keo thích hợp như: Phèn nhôm Al2(SO4)3, phèn sắt loại FeSO4 hay FeCl3 . Các loại phèn này được đưa vào dung dịch nước dưới dạng hòa tan.
Tuyển nổi
Bể tuyển nổi dùng để tách các tạp chất (Ở dạng lắng hoặc lỏng) phân tán không tan, tự lắng kém ra khỏi nước. Ngoài ra còn dùng để tách các hợp chất hòa tan như chất hoạt động bề mặt và gọi là bể tách bọt hay làm đặc bọt. Quá trình tuyển nổi được thực hiện bằng cách sụt các bọt khí nhỏ vào pha lỏng. Các bọt khí này sẽ kết dính với các hạt cặn, khi khối lượng riêng của tập hợp bọt khí và cặn nhỏ hơn khối lượng riêng của nước, cặn sẽ theo bọt khí nổi lên bề mặt. Tùy theo phương thức cấp khí vào nước, quá trình tuyển nổi bao gồm các dạng sau:
Tuyển nổi bằng phân tán khí (Dispersed Air Flotation) Tuyển nổi chân không (Vacuum Flotation) Tuyển nổi bằng khí hòa tan (Dissolved air Flotation) Hấp phụ: Phương pháp hấp phụ được ứng dụng rộng rãi để làm sạch nước thải triệt để khỏi các chất hữu cơ hòa tan sau khi xử lý bằng phương pháp sinh học (ứng dụng vi sinh xử lý nước thải và bùn hoạt tính), cũng như khi nồng độ của chúng không cao và không bị phân hủy bởi vi sinh vật hay chúng rất độc.
Ưu điểm của phương pháp này là hiệu quả cao 80 ÷ 95% có khả năng xử lý nhiều chất trong nước thải đồng thời có khả năng thu hồi các chất này. Quá trình hấp phụ được thực hiện bằng cách cho tiếp xúc 2 pha không hòa tan là pha rắn (chất hấp phụ) với pha khí hoặc pha lỏng. Dung chất (chất bị hấp thụ) sẽ đi qua từ pha lỏng (pha khí) đến pha rắn cho đến khi nồng độ dung chất trong dung dịch được cân bằng. Các chất hấp phụ thường được sử dụng: than hoạt tính, tro, xỉ, mạt cưa, silicegen, keo nhôm.
Trao đổi ion: Phương pháp này có thể khử tương đối triệt để các tạp chất ở trạng thái ion trong nước như: Zn, Cu, Cr, Ni, Hg, Mn,… cũng như các hợp chất của Asen, Phospho, Cyanua, chất phóng xạ. Phương pháp này cho phép thu hồi các chất có giá trị và đạt được mức độ làm sạch cho nên được dùng nhiều trong việc tách muối trong xử lý nước thải.
Đializ – Màng bán thấm: Phương pháp này có thể tách các chất tan khỏi các hạt keo bằng cách dùng các màng bán thấm. Đó là các màng xốp đặc biệt không cho các hạt keo đi qua.
Trích ly: Phương pháp này có thể tách các chất bẩn hòa tan ra khỏi nước thải bằng dung môi nào đó nhưng với điều kiện dung môi đó không tan trong nước và độ hòa tan chất bẩn trong dung môi cao hơn trong nước.
Chưng bay hơi: Phương pháp này là chưng nước thải để các chất hòa tan trong đó cùng bay lên theo nước. Ví dụ: người ta chưng nước thải của nhà máy hóa cốc cho phenol bay đi theo hơi nước.
Các phương pháp hóa học:
Phương pháp trung hòa:
Nhằm trung hòa nước thải có pH quá cao hoặc quá thấp nhằm tạo điều kiện cho các quá trình xử lý hóa lý và xử lý sinh học.
Mặc dù quá trình rất đơn giản về mặt nguyên lý nhưng vẫn có thể gây ra một số vấn đề trong thực tế như: giải phóng các chất ô nhiễm dễ bay hơi, sinh nhiệt, làm sét, xỉ thiết bị máy móc.
Vôi (Ca(OH)2) thường được sử dụng rộng rãi như một bazơ để xử lý các nước thải có tính axit, axit sulfuric (H2SO4) là một chất tương đối rẽ tiền dùng trong xử lý nước thải có tính bazơ.
Phương pháp oxy hóa – khử:
Phương pháp này dùng để khử trùng nước thải.
Chuyển một nguyên tố hòa tan sang kết tủa hay một nguyên tố hòa tan sang thể khí.
Biến đổi một chất lỏng không phân hủy sinh học thành nhiều chất đơn giản có khả năng đồng hóa bằng vi khuẩn.
Loại bỏ các kim loại nặng như: Cu, Pb, Zn, Cr, Ni, As,… và một số độc chất như Cyanua. Các chất oxy hóa thông dụng: Ozon (O3), Chlorine (Cl2), Kali permanganate (KMnO4), Hydroperoxide (H2O2).
Quá trình này thường phụ thuộc rõ rệt váo pH và sự hiện diện của chất xúc tác. Kết tủa hóa học: Kết tủa hóa học thường dùng để loại trừ các kim loại nặng trong nước. Phương pháp kết tủa hóa học thường được sử dụng nhất là phương pháp tạo các kết tủa với soda cũng có thể được sử dụng để kết tủa các kim loại dưới dạng Hydroxide (Fe(OH)3), Carbonate (CdCO3).