XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA LÝ

Phương pháp hóa lý là một trong những phương pháp phổ biến để xử lý nước thải chăn nuôi. Nó dựa trên các phản ứng hóa học và các quá trình vật lý để loại bỏ các chất ô nhiễm trong nước thải. Phương pháp này thường được kết hợp với các phương pháp khác như phương pháp sinh học để đạt hiệu quả cao nhất, để tìm hiểu rõ hơn về Xử Lý Nước Thải Chăn Nuôi Bằng Phương Pháp Hóa Lý mời các bạn hãy xem qua bài viết dưới đây:

Hình 1. Xử lý nước thải chăn nuôi bằng phương pháp hóa lý

XỬ LÝ NƯỚC BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA LÝ 

---

Là việc đưa vào nước thải một chất nào đó để tạo ra một phản ứng cụ thể giữa chất được đưa vào với các tạp chất có trong nước thải nhằm loại bỏ những tạp chất đó ra khỏi nước thải một cách hoàn toàn.

Các quá trình hóa lý thường gặp

Keo tụ – tạo bông

Là một quá trình quan trọng trong xử lý nước thải, đặc biệt là đối với những loại nước thải chứa nhiều chất lơ lửng, keo. Quá trình này giúp làm sạch nước thải bằng cách kết hợp các hạt nhỏ li ti lại thành các bông cặn lớn, dễ dàng lắng xuống hoặc lọc.

Cơ chế hoạt động:

• Keo tụ: Khi cho vào nước thải một lượng chất keo tụ (coagulant) thích hợp, các ion trong chất keo tụ sẽ trung hòa điện tích bề mặt của các hạt keo, làm mất đi sự ổn định của chúng.
• Tạo bông: Sau khi keo tụ, các hạt keo mất ổn định sẽ va chạm và kết hợp với nhau tạo thành các bông cặn lớn hơn. Quá trình này thường được hỗ trợ bằng cách khuấy nhẹ để tăng cường sự va chạm giữa các hạt.

Chất keo tụ thường dùng

• Muối nhôm: Sunfat nhôm, polyaluminium chloride (PAC)
• Muối sắt: Sunfat sắt, clorua sắt
• Polime: Polyacrylamide

Hình 2. Keo tụ tạo bông xử lý nước thải

Trích ly

là một phương pháp xử lý nước thải hóa học, dựa trên nguyên tắc hòa tan chọn lọc. Trong quá trình này, chất ô nhiễm trong nước thải sẽ được chuyển từ pha nước sang pha hữu cơ (dung môi trích ly) có khả năng hòa tan chất đó tốt hơn. Sau đó, pha hữu cơ chứa chất ô nhiễm được tách ra khỏi pha nước, từ đó làm sạch nguồn nước.

Cơ chế hoạt động

• Hòa tan: Chất ô nhiễm trong nước thải sẽ chuyển từ pha nước sang pha hữu cơ (dung môi trích ly) khi tiếp xúc với nhau. Độ hòa tan của chất ô nhiễm trong dung môi phụ thuộc vào tính chất hóa học của cả chất ô nhiễm và dung môi.
• Tách pha: Sau khi quá trình hòa tan diễn ra, hai pha (pha nước và pha hữu cơ) được tách riêng bằng các phương pháp vật lý như lắng, ly tâm hoặc sử dụng thiết bị tách chiết.
• Thu hồi dung môi: Dung môi hữu cơ sau khi trích ly có thể được tái sử dụng sau khi qua quá trình chưng cất hoặc các phương pháp khác để loại bỏ chất ô nhiễm.

Các loại dung môi trích ly thường dùng

• Hexan: Dùng để trích ly dầu mỡ.
• Chloroform: Dùng để trích ly các hợp chất hữu cơ.
• Ethyl acetate: Dùng để trích ly các hợp chất phân cực.

Hấp phụ

Là một quá trình mà các chất ô nhiễm trong nước thải bám chặt vào bề mặt của một chất rắn có khả năng hấp thụ cao (gọi là chất hấp phụ). Quá trình này giúp loại bỏ các chất ô nhiễm như màu sắc, mùi hôi, các hợp chất hữu cơ, kim loại nặng, và các chất độc hại khác ra khỏi nước thải.

Cơ chế hoạt động

• Chất hấp phụ: Đây là vật liệu có bề mặt rất lớn với nhiều lỗ xốp nhỏ, tạo điều kiện cho các phân tử chất ô nhiễm bám vào.
• Quá trình hấp phụ: Khi nước thải đi qua lớp chất hấp phụ, các phân tử chất ô nhiễm sẽ va chạm và bám chặt vào bề mặt của các lỗ xốp. Lực hút giữa chất hấp phụ và chất ô nhiễm có thể là lực Van der Waals, lực điện, hoặc liên kết hóa học.

Chất hấp phụ thường dùng

• Than hoạt tính: Là chất hấp phụ phổ biến nhất nhờ diện tích bề mặt lớn và khả năng hấp phụ nhiều loại chất ô nhiễm.
• Silica gel: Sử dụng để hấp phụ các phân tử có cực.
• Zeolit: Có khả năng trao đổi ion, thường dùng để loại bỏ kim loại nặng.
• Sắt, nhôm hydroxit: Sử dụng để hấp phụ các chất hữu cơ và các chất màu.

Tuyển nổi

Là quá trình phân tách các hạt rắn/lỏng như dầu mỡ, chất lơ lửng bằng cách cung cấp các bọt khí mịn vào nước thải, các bọt khí mịn này kết dính vào các phần tử lơ lửng khiến cho lực đẩy của bọt khí kết hợp với các tạp chất lơ lửng này đủ lớn để kéo nó nổi lên trên bề mặt.

Cơ chế hoạt động

• Tạo bọt khí: Bọt khí được tạo ra bằng cách thổi không khí hoặc một loại khí khác vào nước thải.
• Bám dính: Các bọt khí nhỏ li ti sẽ bám vào bề mặt của các hạt chất lơ lửng, tạo thành các hạt có kích thước lớn hơn và nhẹ hơn.
• Nổi lên: Do lực đẩy Ác-si-mét, các hạt này sẽ nổi lên bề mặt nước.
• Thu gom: Các hạt nổi lên sẽ được thu gom bằng các thiết bị chuyên dụng như máng tràn hoặc băng tải.

Các loại tuyển nổi

• Tuyển nổi không khí hòa tan (DAF): Đây là phương pháp phổ biến nhất, hiệu quả cao trong việc loại bỏ các chất béo, dầu mỡ và các hạt rắn lơ lửng.
• Tuyển nổi điện hóa: Sử dụng điện để tạo ra các bong bóng khí, thường được áp dụng cho các trường hợp nước thải có tính chất phức tạp.
• Tuyển nổi bằng khí nén: Thổi trực tiếp không khí vào nước thải để tạo bọt khí.

 Trao đổi ion

Là một quá trình tách các ion không mong muốn ra khỏi dung dịch và thay thế bằng các ion khác. Trong xử lý nước thải, phương pháp này đặc biệt hữu ích để loại bỏ các kim loại nặng, các ion gây cứng nước và các chất phóng xạ.

Hình 3. Trao đổi ion xử lý nước thải

Cơ chế hoạt động

Quá trình trao đổi ion diễn ra trên các vật liệu đặc biệt gọi là nhựa trao đổi ion. Những hạt nhựa này có cấu trúc lỗ xốp, bên trong chứa các nhóm chức năng có khả năng trao đổi ion. Khi nước thải đi qua cột chứa nhựa trao đổi ion, các ion trong nước sẽ được hấp thụ và đồng thời các ion từ nhựa sẽ được giải phóng ra.

• Nhựa trao đổi cation: Hấp thụ các cation (ion mang điện tích dương) trong nước và giải phóng các cation khác.
• Nhựa trao đổi anion: Hấp thụ các anion (ion mang điện tích âm) trong nước và giải phóng các anion khác.

ƯU – NHƯỢC ĐIỂM CỦA PHƯƠNG PHÁP HÓA LÝ

---

Ưu điểm của phương pháp hóa lý

Hiệu quả cao

• Khả năng loại bỏ đa dạng các chất ô nhiễm: Phương pháp hóa lý có thể loại bỏ được nhiều loại chất ô nhiễm khác nhau, từ các chất rắn lơ lửng, keo, đến các chất hữu cơ, kim loại nặng, và các chất độc hại khác.
• Tốc độ xử lý nhanh: Các phản ứng hóa học xảy ra nhanh chóng, giúp rút ngắn thời gian xử lý nước thải.
• Độ tin cậy cao: Khi được vận hành đúng cách, phương pháp hóa lý cho kết quả ổn định và đáng tin cậy.

Linh hoạt

• • Điều chỉnh dễ dàng: Các thông số của quá trình hóa lý như liều lượng hóa chất, thời gian phản ứng, pH… có thể được điều chỉnh linh hoạt để phù hợp với từng loại nước thải và yêu cầu xử lý.
  • Kết hợp với các phương pháp khác: Phương pháp hóa lý có thể kết hợp với các phương pháp xử lý khác như sinh học, vật lý để tăng hiệu quả xử lý.

Ứng dụng rộng rãi

• Nhiều loại nước thải: Phương pháp hóa lý có thể áp dụng cho nhiều loại nước thải khác nhau, từ nước thải sinh hoạt đến nước thải công nghiệp.
• Nhiều ngành nghề: Được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như dệt nhuộm, giấy, thực phẩm, hóa chất…

Công nghệ hiện đại

• Thiết bị hiện đại: Có nhiều loại thiết bị hiện đại được thiết kế đặc biệt cho các quá trình hóa lý, giúp tự động hóa và tối ưu hóa quá trình xử lý.
• Kiến thức chuyên môn: Có nhiều nghiên cứu và ứng dụng thực tế về phương pháp hóa lý, giúp cho việc thiết kế và vận hành hệ thống xử lý nước thải hiệu quả hơn.

Khả năng loại bỏ nhanh các chất độc hại

• Trung hòa nhanh: Phương pháp hóa lý có thể nhanh chóng trung hòa các chất độc hại, giảm thiểu nguy cơ ô nhiễm môi trường.

Dễ vận hành

• Quy trình xử lý tương đối đơn giản và dễ kiểm soát.

Hình 4. Ưu điểm của phương pháp hóa lý trong xử lý nước thải

Nhược điểm của phương pháp hóa lý

Chi phí cao

• Hóa chất: Các hóa chất sử dụng trong quá trình xử lý thường có giá thành cao, đặc biệt là các hóa chất chuyên dụng.
• Thiết bị: Các thiết bị cần thiết cho quá trình hóa lý như máy bơm, bể lắng, hệ thống lọc cũng đòi hỏi đầu tư lớn.
• Vận hành: Chi phí vận hành hệ thống xử lý hóa học, bao gồm cả chi phí nhân công và năng lượng, cũng khá cao.

Sản sinh ra bùn

• Lượng bùn lớn: Quá trình keo tụ – tạo bông tạo ra một lượng lớn bùn cần phải xử lý.
• Chi phí xử lý bùn: Việc xử lý bùn đòi hỏi thêm các công đoạn và chi phí, như ép bùn, tiêu hủy bùn.

Ảnh hưởng đến môi trường

• Hóa chất độc hại: Một số hóa chất sử dụng trong quá trình xử lý có thể độc hại cho môi trường nếu không được xử lý đúng cách.
• Thay đổi tính chất nước: Việc sử dụng hóa chất có thể làm thay đổi tính chất của nước thải, ảnh hưởng đến các quá trình xử lý tiếp theo.

Không loại bỏ được hoàn toàn các chất ô nhiễm

• Chất hữu cơ khó phân hủy: Một số chất hữu cơ có cấu trúc phức tạp khó bị các hóa chất tác động.
• Vi sinh vật: Mặc dù có thể khử trùng, nhưng phương pháp hóa lý không hoàn toàn loại bỏ được tất cả các loại vi sinh vật.

Yêu cầu kỹ thuật cao

• Vận hành: Quá trình xử lý hóa học đòi hỏi người vận hành phải có kiến thức chuyên môn và kinh nghiệm để điều chỉnh các thông số quá trình.
• Kiểm soát: Cần phải thường xuyên kiểm tra và điều chỉnh các thông số như pH, nồng độ hóa chất, để đảm bảo hiệu quả xử lý.

Không xử lý được các chất ô nhiễm hữu cơ bền vững

• Các chất hữu cơ bền vững (POPs) rất khó bị phân hủy bằng các phương pháp hóa học thông thường.

ỨNG DỤNG CỦA PHƯƠNG PHÁP HÓA LÝ

---

Xử lý nước thải công nghiệp:

• Ngành dệt nhuộm: Loại bỏ màu sắc, các hợp chất hữu cơ, kim loại nặng.
• Ngành giấy: Loại bỏ các chất hữu cơ, lignin, mực in.
• Ngành hóa chất: Xử lý các loại nước thải chứa axit, bazơ, muối kim loại nặng.
• Ngành luyện kim: Loại bỏ các kim loại nặng, dầu mỡ.
• Ngành thực phẩm: Loại bỏ chất béo, dầu mỡ, các chất hữu cơ.

Xử lý nước thải sinh hoạt:

• Loại bỏ chất rắn lơ lửng: Các hạt bùn, cát, các vật liệu lơ lửng khác.
• Loại bỏ chất hữu cơ: Chất béo, dầu mỡ, protein.
• Khử trùng: Sử dụng các chất oxy hóa để tiêu diệt vi khuẩn.

Hình 5. Phương pháp hóa lý xử lý nước thải chăn nuôi

Xử lý nước thải đô thị:

• Kết hợp với các phương pháp khác: Phương pháp hóa lý thường được kết hợp với các phương pháp sinh học để đạt hiệu quả xử lý cao hơn.
• Xử lý nước trước khi thải ra môi trường: Đảm bảo chất lượng nước thải đạt tiêu chuẩn cho phép trước khi thải ra nguồn tiếp nhận.

Xử lý nước thải chăn nuôi:

• Hiệu quả cao: Loại bỏ nhanh chóng một lượng lớn chất ô nhiễm.
• Linh hoạt: Có thể điều chỉnh các thông số quá trình để phù hợp với từng loại nước thải.
• Khử trùng hiệu quả: Giảm thiểu nguy cơ lây lan bệnh.

KẾT LUẬN

---

Nước thải chăn nuôi heo là một trong những nguồn gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng, việc xử lý nước thải này là một yêu cầu cấp thiết cần có sự kết hợp giữa các giải pháp công nghệ hiện đại và hợp lý với từng qui mô. Việc đầu tư vào các công nghệ xử lý hiện đại, kết hợp với các biện pháp quản lý và giám sát chặt chẽ sẽ góp phần bảo vệ môi trường và đảm bảo sự phát triển bền vững.

Công Ty Cổ Phần Công Nghệ Vise chuyên cung cấp các thiết bị và dịch vụ môi trường với chi phí hợp lý hệ thống xử lý hiệu quả, liên hệ với chúng tôi để được tư vấn hỗ trợ.

Xem thêm: Xử lý nước thải chăn nuôi chi phí tiết kiệm

---

CÔNG TY CỔ PHẦN CÔNG NGHỆ VISE