Cách pha hóa chất xử lý nước thải phổ biến, liều lượng chuẩn

Hóa chất xử lý nước thải là các chất được đưa vào một hoặc nhiều công đoạn nhằm điều chỉnh pH, keo tụ chất rắn, tạo bông, hỗ trợ lắng, khử trùng, bổ sung dinh dưỡng cho vi sinh hoặc oxy hóa một số chất ô nhiễm. Hiệu quả của hóa chất phụ thuộc vào thành phần nước thải, lưu lượng, nhiệt độ, pH, thời gian phản ứng, thiết bị khuấy trộn và mục tiêu chất lượng sau xử lý; không có một liều dùng cố định phù hợp cho mọi hệ thống.

Bài viết này được biên tập theo hướng kỹ thuật, giữ các nhóm hóa chất chính trong nội dung ban đầu nhưng điều chỉnh lại cách diễn đạt về nồng độ và liều lượng. Các giá trị như 50 ppm, 250 ppm hoặc số kg/ngày chỉ có thể xem là dữ liệu tham khảo của một cấu hình cụ thể, không nên áp dụng trực tiếp cho hệ thống khác khi chưa phân tích mẫu và thử nghiệm.

Hóa chất xử lý nước thải thường dùng

Việc lựa chọn hóa chất xử lý nước thải công nghiệp cần bắt đầu từ mục tiêu của từng công đoạn. Chất điều chỉnh pH không thay thế hóa chất keo tụ; polymer không thay thế bể lắng; chlorine không xử lý được mọi chất hữu cơ hoặc kim loại. Một dây chuyền có thể sử dụng một nhóm hóa chất hoặc kết hợp nhiều nhóm theo tải lượng và công nghệ.

Xút NaOH

Xút, thường dùng ở dạng vảy hoặc dung dịch, có tác dụng nâng pH và hỗ trợ tạo kết tủa hydroxide đối với một số kim loại trong điều kiện phù hợp. EPA liệt kê sodium hydroxide trong nhóm hóa chất dùng để điều chỉnh pH và kết tủa kim loại trong xử lý nước.epa

Khi sử dụng NaOH dạng rắn, cần pha thành dung dịch theo nồng độ phù hợp với bơm định lượng và thiết bị khuấy. Quá trình hòa tan phát nhiệt, vì vậy không nên đổ nước tùy tiện vào một lượng lớn xút khô. Cách thực hiện, vật liệu bồn chứa, tốc độ bổ sung và làm mát phải tuân thủ SDS của sản phẩm và quy trình an toàn tại cơ sở.

Axit sulfuric H₂SO₄

Axit sulfuric được sử dụng để hạ pH hoặc giảm độ kiềm của nước thải. EPA xác định sulfuric acid là hóa chất dùng cho mục đích điều chỉnh pH trong xử lý nước.epa

Axit sulfuric nồng độ cao có tính ăn mòn mạnh và có thể tạo nhiệt lớn khi tiếp xúc với nước hoặc bazơ. Bồn chứa, đường ống, bơm và van cần được lựa chọn theo nồng độ, nhiệt độ, vật liệu tương thích và điều kiện lắp đặt. Mục tiêu pH nên được xác định theo từng công đoạn: trung hòa, keo tụ, xử lý sinh học hay xả thải.

Không nên ghi cố định “30 ppm” hoặc “21 kg/ngày” như mức áp dụng chung. Liều axit phụ thuộc vào độ kiềm, pH ban đầu, lưu lượng, nồng độ thương phẩm và phản ứng của nước thải. EPA cũng lưu ý lượng axit cần điều chỉnh theo nồng độ thực tế của sản phẩm, không chỉ dựa trên khối lượng hóa chất nguyên chất.nepis.epa

Ure và axit phosphoric

Ure có thể bổ sung nitrogen; axit phosphoric có thể bổ sung phosphorus cho bể xử lý sinh học khi nước thải thiếu dinh dưỡng. Hai hóa chất này chỉ nên sử dụng sau khi đã kiểm tra BOD, COD, TKN, tổng nitrogen, tổng phosphorus và tình trạng của hệ vi sinh.

Một tỷ lệ dinh dưỡng thường được dùng để tham khảo trong xử lý hiếu khí là BOD:N:P khoảng 100:5:1 hoặc 100:10:1, nhưng đây không phải giới hạn áp dụng cho mọi hệ thống. Tỷ lệ phù hợp còn phụ thuộc vào loại vi sinh, tải trọng, nhiệt độ, thời gian lưu, yêu cầu nitrogen – phosphorus đầu ra và khả năng phân hủy sinh học của nước thải.tpomag

Việc châm dư ure hoặc phosphate có thể làm tăng tải nitrogen, phosphorus trong nước sau xử lý và phát sinh thêm chi phí. Vì vậy, liều nên được tính theo tải lượng thiếu hụt, sau đó kiểm tra lại bằng dữ liệu vận hành.

Chlorine hoặc sodium hypochlorite

Chlorine, sodium hypochlorite hoặc calcium hypochlorite được sử dụng để khử trùng ở công đoạn phù hợp. EPA liệt kê chlorine và sodium hypochlorite trong nhóm hóa chất phục vụ khử trùng nước.epa

Hiệu quả khử trùng phụ thuộc vào nồng độ, thời gian tiếp xúc, pH, nhiệt độ, độ đục, chất hữu cơ và thiết kế bể tiếp xúc. Liều “10 ppm” trong nội dung cũ chỉ là một ví dụ tham khảo; liều thực tế cần được xác định bằng thử nghiệm chlorine dư, nhu cầu chlorine của nước thải và yêu cầu đầu ra.

Chlorine không phải lựa chọn phù hợp cho mọi dòng nước thải. Nước có hàm lượng hữu cơ cao có thể tiêu hao chlorine nhanh; một số trường hợp cần khử màu, giảm chất hữu cơ hoặc lọc trước. Nếu nước sau xử lý xả ra nguồn tiếp nhận nhạy cảm, cần đánh giá chlorine dư và khả năng hình thành sản phẩm phụ theo quy định áp dụng.

PAC, polymer anion và polymer cation

PAC, hay polyaluminium chloride, là chất keo tụ vô cơ giúp trung hòa điện tích và gom các hạt keo thành bông cặn. EPA xếp polyaluminum chloride vào nhóm hóa chất sử dụng trong quá trình keo tụ.epa

Polymer anion, cation hoặc không ion có thể đóng vai trò chất trợ keo tụ, trợ lắng hoặc hỗ trợ tuyển nổi. Việc lựa chọn loại polymer phụ thuộc vào điện tích bề mặt của cặn, nồng độ chất rắn, pH, loại PAC hoặc muối sắt đang sử dụng và cấu hình thiết bị.

Không nên coi PAC và polymer là một cặp hóa chất luôn phải dùng cùng nhau. Có nguồn nước chỉ cần PAC; có nguồn cần polymer; có trường hợp dùng sai loại polymer làm bông cặn nhỏ, nổi hoặc phân tán trở lại.

Cách xác định liều và pha hóa chất

Jar test là bước cần thiết

Jar test giúp đánh giá ảnh hưởng của loại hóa chất, liều lượng và pH trước khi điều chỉnh bơm định lượng tại nhà máy. Mẫu cần đại diện cho điều kiện vận hành thực tế, được lấy đúng vị trí và phân tích các chỉ tiêu liên quan như pH, độ đục, TSS, COD, màu, độ kiềm hoặc kim loại.

Một quy trình thử có thể gồm: chia đều mẫu vào các cốc, điều chỉnh pH theo từng dải, châm PAC với nhiều mức liều, khuấy nhanh để phân tán, khuấy chậm để phát triển bông, sau đó để lắng và đo chất lượng nước phía trên. Hướng dẫn jar test thực hành thường khuyến nghị đánh giá kích thước bông, tốc độ lắng, độ trong và pH sau xử lý thay vì chỉ quan sát màu nước.hydrochemix

Liều được chọn nên là một khoảng vận hành ổn định, không chỉ một con số duy nhất. Sau jar test, cần kiểm chứng tại điểm châm thực tế vì điều kiện thủy lực, cường độ khuấy và thời gian phản ứng trong bể có thể khác phòng thí nghiệm.

Công thức tính lượng hóa chất

Khi đã có liều thử nghiệm, lượng hóa chất hoạt tính có thể tính theo công thức:

Lượng hóa chất hoạt tính (kg/ngày) = Liều dùng (mg/L) × Lưu lượng (m³/ngày) ÷ 1.000

Ví dụ, với lưu lượng 700 m³/ngày và liều PAC 250 mg/L:

Lượng PAC hoạt tính = 250 × 700 ÷ 1.000 = 175 kg/ngày

Kết quả 175 kg/ngày chỉ đúng khi 250 mg/L là liều của sản phẩm hoặc đã quy đổi theo hàm lượng hoạt chất tương ứng. Nếu PAC thương phẩm có hàm lượng khác, cần tính lại lượng sản phẩm thực tế theo nồng độ hoạt chất, khối lượng riêng và dạng rắn hoặc lỏng. Công thức tải lượng theo lưu lượng và nồng độ cũng được sử dụng trong tài liệu tính toán vận hành nước thải.gov.mb

Công thức nồng độ dung dịch

Nồng độ phần trăm khối lượng được tính như sau:

C% = (Mct ÷ Mdd) × 100%

Trong đó:

• C% là nồng độ phần trăm khối lượng.

• Mct là khối lượng chất tan.

• Mdd là khối lượng dung dịch.

• Mdd = Mct + Mdm.

• Mdm là khối lượng dung môi.

Ví dụ, để pha dung dịch NaOH 10% theo khối lượng, cứ 10 kg NaOH nguyên chất cần tổng khối lượng dung dịch là 100 kg, tức lượng nước lý thuyết là 90 kg. Tuy nhiên, thực tế phải xem xét độ tinh khiết của xút, nhiệt phát sinh khi hòa tan, giới hạn bồn chứa, khả năng khuấy và hướng dẫn của nhà cung cấp.

Với polymer dạng bột, không nên đổ trực tiếp lượng lớn vào bồn vì dễ tạo vón cục. Polymer cần được rải từ từ vào nước sạch có khuấy, có thời gian hydrat hóa phù hợp và được châm ở nồng độ đã kiểm chứng. Nồng độ dung dịch polymer thường thấp hơn dung dịch PAC hoặc axit, nhưng giá trị cụ thể phải dựa trên đặc tính sản phẩm.

An toàn khi sử dụng và bảo quản

Hóa chất xử lý nước thải có thể gây bỏng hóa chất, kích ứng, độc tính hô hấp, phản ứng tỏa nhiệt hoặc tạo khí nguy hiểm nếu bảo quản và pha trộn sai. Mỗi sản phẩm cần có SDS tại khu vực lưu trữ và điểm sử dụng. SDS phải thể hiện nhận diện mối nguy, sơ cứu, xử lý tràn đổ, PPE, lưu trữ, tính ổn định và thông tin vận chuyển; OSHA quy định các nhóm thông tin bắt buộc trong SDS.osha

Các nguyên tắc kiểm soát quan trọng gồm:

• Phân loại hóa chất theo tính tương thích, không xếp axit, bazơ, chất oxy hóa, polymer và bột hấp phụ tùy tiện trong cùng khu vực.

• Tách riêng axit sulfuric và NaOH đậm đặc; khi tiếp xúc có thể phát nhiệt mạnh.

• Không trộn axit với sodium hypochlorite hoặc dung dịch hypochlorite vì có thể giải phóng khí chlorine độc hại.epa+1

• Bố trí bồn chứa có đê bao hoặc khay hứng sự cố; khu vực có thông gió, biển cảnh báo, vòi rửa mắt và tắm khẩn cấp.

• Sử dụng kính chống hóa chất, găng phù hợp, tạp dề hoặc quần áo chống hóa chất, giày bảo hộ và mặt nạ theo đánh giá phơi nhiễm.

• Dán nhãn rõ tên hóa chất, nồng độ, ngày pha, ngày mở bao và người phụ trách.

• Kiểm tra bơm định lượng, ống hút, van một chiều và điểm châm để phát hiện rò rỉ.

• Đào tạo nhân sự về SDS, quy trình pha loãng, xử lý tràn đổ và sơ cứu trước khi giao nhiệm vụ.

Tại Việt Nam, việc sử dụng, lưu trữ và vận chuyển hóa chất nguy hiểm cần được rà soát theo QCVN 05A:2020/BCT, các văn bản sửa đổi và quy định liên quan. QCVN này quy định yêu cầu an toàn chung trong sản xuất, kinh doanh, sử dụng, bảo quản và vận chuyển hóa chất nguy hiểm trong lĩnh vực công nghiệp.vbpl+1

Khi xảy ra tiếp xúc hóa chất, cần đưa người bị nạn ra khỏi vùng nguy hiểm, sử dụng phương tiện rửa khẩn cấp và làm theo SDS. Trường hợp hít phải hơi chlorine, axit hoặc bazơ, bỏng da, tổn thương mắt, khó thở hoặc đau rát kéo dài, cần liên hệ cơ sở y tế hoặc cấp cứu. Không tự trung hòa hóa chất trên da bằng một hóa chất khác.

SKY Envitech tư vấn giải pháp hóa chất xử lý nước thải, thiết bị định lượng, bồn chứa, hệ thống khuấy trộn, jar test và quy trình vận hành theo đặc tính từng dự án. SKY Envitech triển khai các giải pháp xử lý nước thải công nghiệp, nước cấp, tái sử dụng nước và cung cấp thiết bị công nghệ môi trường.skyenvitech

Để xác định liều phù hợp, doanh nghiệp nên chuẩn bị kết quả phân tích nước thải, lưu lượng theo giờ, sơ đồ công nghệ, hóa chất đang sử dụng và các chỉ tiêu đầu ra cần kiểm soát. SKY Envitech có thể hỗ trợ đánh giá nguyên nhân, thử nghiệm liều, tính toán lượng hóa chất và xây dựng phương án an toàn trước khi đưa vào vận hành.

Meta Description

Hóa chất xử lý nước thải gồm NaOH, axit, PAC, polymer, chlorine và dinh dưỡng vi sinh. Tìm hiểu cách chọn, tính liều, pha và bảo quản an toàn.