Lựa chọn hoá chất xử lý nước thải kinh tế và hiệu quả

Hóa chất xử lý nước thải là gì?

Hóa chất xử lý nước thải là các loại hóa chất được bổ sung vào theo từng công đoạn của một quy trình xử lý nước thải giúp loại bỏ các thành phần ô nhiễm trong nước hoặc chuyển hóa các thành phần ô nhiễm sang thành phần ít ô nhiễm hơn. Hóa chất cũng giúp tạo môi trường thuận lợi cho các công đoạn xử lý nước thải như: môi trường thuận lợi cho vi sinh phát triển, môi trường thuận lợi cho việc tạo phản ứng khử, phản ứng oxi hóa,……. 

Các hóa chất xử lý nước thải tùy vào môi trường phản ứng sẽ tác dụng với các chất độc, kim loại, cặn lơ lững… để tạo ra các hợp chất thân thiện với môi trường hoặc các hợp chất dễ dàng loại bỏ ra khỏi nguồn nước bằng phương pháp lắng/lọc/trao đổi ion. Sau đó, tùy vào đặc tính của từng loại nước thải mà nước thải sẽ được xử lý tiếp bằng phương pháp sinh học hoặc xả ra nguồn tiếp nhận.

Các loại hóa chất phổ biến được sử dụng trong các dây chuyền xử lý nước thải: Hóa chất keo tụ (PAC, phèn nhôm, phèn sắt), hóa chất tạo bông (C.Polymer, A.Polymer), hóa chất khử màu, hóa chất điều chỉnh độ pH (NaOH, NaHCO3, vôi, H2SO4, HCl, …), hóa chất khử trùng (Javen, Clorine),…..

Các loại hóa chất xử lý nước thải thường dùng

Hóa chất điều chỉnh pH nước thải

Tùy vào từng mục đích xử lý mà nước thải có thể được nâng hoặc hạ pH phục vụ cho công đoạn xử lý. Các loại hóa chất thường dùng để điều chỉnh pH nước thải thường chia thành 2 nhóm. Nhóm có gốc Axit dùng để hạ pH nước thải gồm: H2SO4, HCl, HNO3,….Nhóm có gốc Bazo dùng để nâng pH gồm: NaOH, CaO, Na2CO3,….

Hóa chất H2SO4 và NaOH dùng để điều chỉnh pH nước

Hóa chất H2SO4:

• Tên thương mại: Axit Sunfuric
• Công thức hóa học: H2SO4
• Nhà sản xuất: Trung Quốc/ Việt Nam
• Hàm lượng H2SO4: ≥ 98%.
• Ứng dụng: Hạ pH nước thải

Hóa chất NaOH:

• Tên thương mại: Natrihydroxic
• Công thức hóa học: NaOH
• Nhà sản xuất: Trung Quốc/ Việt Nam/Ấn Độ/Thái Lan
• Hàm lượng NaOH ≥ 96%.

– Ứng dụng: Nâng pH nước thải

Hóa chất keo tụ nước thải

Hóa chất PAC:

• Tên thương mại: poly aluminium chloride
• Công thức hóa học: (Al₂(OH)nCl_6-n)_m 
• Tên gọi thông dụng: PAC
• Nhà sản xuất: Ấn Độ/ Trung Quốc/ Việt Nam
• Hàm lượng Al2O3: ≥ 28%.
• Ứng dụng: keo tụ và loại bỏ chất lơ lững cùng các kim loại nặng trong nước, giảm độ màu, độ đục nước thải

Hóa chất phèn nhôm:

• Tên thương mại: aluminium sunfat
• Công thức hóa học: Al2(SO4)3.14H2O
• Tên gọi thông dụng: phèn nhôm/ phèn đơn
• Nhà sản xuất: Ấn Độ/ Trung Quốc/ Việt Nam
• Hàm lượng Al2O3: ≥ 17%.

– Công dụng: Keo tụ và loại bỏ chất lơ lững cùng các kim loại nặng trong nước

Hóa chất Polymer:

• Tên thương mại: polymer (cation và anion)
• Công thức hóa học: (C3H5ON)n và CONH₂[CH₂-CH-]n
• Tên gọi thông dụng: Hạt nhựa nguyên sinh xử lý nước (cationic và anionic)
• Nhà sản xuất: Trung Quốc/Hàn Quốc
• Công dụng: giúp gắn kết các hạt keo trong nước (Trợ lắng) giúp quá trình lắng nhanh và hiệu quả hơn; làm cô đặc bùn, khô bùn, thuận lợi cho quá trình ép bùn.

Hóa chất khử trùng nước thải

Hóa chất Chlorine:

• Tên thương mại: Clorine  hoặc Calcium Hypochlorite
• Công thức: Ca(OCl)2
• Nồng độ clorine tối thiểu 70% 
• Dạng rắn màu trắng
• Công dụng: Khử trùng nước
• Nhà sản xuất: Trung Quốc/Ấn Độ/Nhật Bản

Hóa chất Javel:

• Công thức hóa học: NaClO
• Hình thái: Dạng dung dịch lỏng màu vàng nhạt
• Nồng độ tối thiểu là 10%
• Nồng độ: (NaOH)% ≤ 3%
• Tỷ trọng: 1,11 g/cm3
• Công dụng: Khử trùng nước
• Nhà sản xuất: Việt Nam

Hóa chất khử màu

Công dụng:

• Xử lý độ màu, giảm màu cho nước thải dệt nhuộm, nghành in, giải khác, thực phẩm, khu công nghiệp tập trung,…
• Có thể dùng trước hoặc sau xử lý vi sinh.

Lựa chọn hóa chất xử lý nước thải như thế nào?

Việc lựa chọn hóa chất xử lý nước thải tưởng chừng như đơn giản nhưng thực ra là một quá trình cần phải có sự tính toán và cân đối phù hợp với thực trạng hệ thống xử lý nước thải của đơn vị sao cho tối ưu về mục đích sử dụng và kinh tế nhất

Lựa chọn hóa chất keo tụ: Trên thị trường hiện có rất nhiều loại hóa chất keo tụ khác nhau bao gồm: phèn nhôm, PAC, phèn sắt,….Việc lựa chọn hóa chất sẽ tùy thuộc vào mục đích xử lý, loại nước thải cần xử lý và công nghệ xử lý hiện có. Ví dụ: mục đích loại bỏ thành phần cặn lơ lững trong nước thì ta nên chọn PAC, mục đích loại bỏ Photpho trong nước thì chọn phèn nhôm, giảm độ màu thì nên chọn phèn sắt

Ngoài ra một hóa chất cũng có nhiều loại khác nhau tương ứng với mức hàm lượng khác nhau. Dưới đây ta sẽ xem xét vấn đề chọn PAC 28% hay PAC 30% cho xử lý nước thải.

Tiêu chí	PAC 28%	PAC 30%
Liều lượng sử dụng (Kg/m3 nước thải)	0.375	0.333
Giá thành (VNĐ/kg)	7.200	8.800
Lượng bùn sinh ra do hóa chất (Kg) (Hàm lượng bùn 2%)	13.5	11.6
Chi phí xử lý bùn	12.800	11.000
Tổng chi phí	20.000	19.800

Như vậy có thể thấy rằng không phải lựa chọn hóa chất có giá thành thấp thì đã tối ưu cho vấn đề chi phí, vì nó còn liên quan đến xử lý chất thải phát sinh. Hóa chất có hàm lượng cặn cao sẽ làm gia tăng chi phí xử lý bùn. Tuy nhiên nếu hệ thống của bạn có đầu tư máy ép bùn, khi đó lượng bùn sinh ra sẽ được nén ép đến độ ẩm 65-70%, thể tích xử lý bùn sẽ giảm rất lớn. Chi phí xử lý bùn sẽ trở nên nhỏ lại thì ta nên chọn hoá chất có độ tinh khiết tương đối để giảm chi phí mua vào.

Một trường hợp khác là lựa chọn hóa chất để trùng nước thải: Có 2 loại hóa chất khử trùng phổ biến hiện nay là Javel 10% và Clorine 70%. Hai loại hóa chất này có hàm lượng clo hoạt tính khác nhau và giá thành cũng khác nhau nhưng cùng mục đích là khử trùng nước thải trước khi xả thải vào môi trường. Người sử dụng nên chọn loại nào?

Liều lượng clo hoạt tính khử trùng nước thải 3g/m3, ta có bảng so sánh hóa chất sử dụng như sau:

Tiêu chí	Clorine 70%	Javen 10%
Liều lượng sử dụng (Kg/m3 nước thải)	0.43 kg/100m3	3 kg/100m3
Giá thành (VNĐ/kg)	45.000	5.500
Chi phí hóa chất (VNĐ/100m3)	19.350	16.500
Chi phí vận chuyển cho 100km (bao gồm tank chứa)	430	6.000
Tổng chi phí	19.780	22.500

Như vậy việc sử dụng Javel 10% sẽ giúp tiết kiệm chi phí hơn so với sử dụng Clorine bột. Tuy nhiên, nếu xem xét thêm yếu tố về vận chuyển thì chi phí vận chuyển Javel sẽ cao hơn so với Clorine vì phải vận chuyển số lượng lớn hơn và tốn kém bồn chứa nhiều hơn. Như vậy tùy vào khoảng cách vận chuyển mà ta sẽ quyết định chọn hóa chất khử trùng là Chlorine hay Javel

Kết luận

 Trên thị trường có rất nhiều loại hóa chất phục vụ cho công tác Vận hành hệ thống xử lý nước thải. Tùy vào từng công đoạn xử lý và mục tiêu xử lý mà người vận hành phải lựa chọn các loại hóa chất khác nhau

Việc lựa chọn hóa chất xử lý nước thải cũng phụ thuộc vào Công nghệ xử lý nước thải đang áp dụng, vị trí địa lý và khoảng cách vận chuyển hóa chất. Để có thể lựa chọn hóa chất tối ưu về hiệu quả và kinh tế cần xem xét các yếu tố chính:

– Công nghệ xử lý nước thải hiện tại đáp ứng được những loại hóa chất nào

– Chất thải từ hệ thống xử lý nước thải sẽ được xử lý như thế nào

– Vị trí của hệ thống có thuận lợi trong việc mua hay vận chuyển hóa chất

Sau khi xem xét kỹ lưỡng và tính toán đầy đủ các yếu tố trên thì mới có thể tối ưu hóa quá trình lựa chọn hóa chất xử lý nước nói chung cũng như hóa chất xử lý nước thải nói riêng