Phân tích chuyên sâu cơ chế phản ứng của hóa chất xử lý nước thải
Việc hiểu rõ bản chất hóa học giúp kỹ thuật viên vận hành chính xác hơn. Dưới đây là các cơ chế quan trọng cần nắm vững.
1. Cơ chế keo tụ và tạo bông (Coagulation & Flocculation)
Đây là quá trình quan trọng nhất để loại bỏ chất rắn lơ lửng ($TSS$).
-
Giai đoạn keo tụ: Hóa chất như PAC hoặc Phèn nhôm phân ly tạo ra các ion dương ($Al^{3+}$). Các ion này trung hòa điện tích âm trên bề mặt hạt cặn. Quá trình này diễn ra rất nhanh, thường cần khuấy trộn mạnh.
-
Giai đoạn tạo bông: Sau khi trung hòa, các hạt mịn bắt đầu va chạm và dính vào nhau. Polymer (trợ keo tụ) đóng vai trò như “sợi dây liên kết”. Chúng nối các hạt nhỏ thành bông bùn lớn, nặng và dễ lắng.
2. Phản ứng trung hòa pH và nồng độ tối ưu
Mỗi loại nước thải có một khoảng pH tối ưu để hóa chất hoạt động tốt nhất.
-
Với Phèn nhôm: Hoạt động hiệu quả nhất ở pH từ $6.0$ đến $7.5$. Nếu pH quá thấp hoặc quá cao, phèn sẽ bị hòa tan lại vào nước.
-
Với PAC: Có khoảng pH hoạt động rộng hơn ($5.5$ – $8.5$). PAC ít làm thay đổi pH của nước thải so với phèn đơn thuần. Điều này giúp tiết kiệm hóa chất nâng pH ở công đoạn sau.
3. Lưu ý kỹ thuật khi pha chế hóa chất
Quy trình pha hóa chất ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất xử lý:
-
Nồng độ pha loãng: Không nên pha nồng độ quá đậm đặc. Điều này khiến hóa chất khó phân tán đều trong nước thải.
-
Thứ tự châm: Luôn điều chỉnh pH về khoảng tối ưu trước khi châm chất keo tụ. Sau đó mới châm Polymer để tạo bông.
-
Tốc độ khuấy: Khuấy nhanh ở bể keo tụ để hóa chất tiếp xúc nhanh. Khuấy chậm ở bể tạo bông để tránh làm vỡ các bông bùn vừa hình thành.
4. Kiểm soát độc tính và tồn dư
Lạm dụng hóa chất khử trùng có thể gây tác dụng phụ:
-
Clo dư: Nếu hàm lượng Clo vượt ngưỡng, vi sinh ở các công đoạn sau có thể bị chết.
-
Sản phẩm phụ: Clo kết hợp với hợp chất hữu cơ có thể tạo ra $THMs$ (Trihalomethanes). Đây là chất gây ung thư cần được kiểm soát chặt chẽ.
