Ở thế kỉ 21 này,sự phát triển vượt bậc của khoa học công nghệ
kĩ thuật" chúng ta ra du lịch ngoài vũ trụ,lên mặt trăng,sao hỏa, khám phá
đại dương,tầu ngầm trong lòng đất..." với những thành tựu công nghệ như vậy
cũng kéo theo đó bao nhiêu hệ lụy xấu "trái đất ngày càng nóng lên,băng
tan,khí thải công nghiệp và các phương tiện giao thông,nguồn nước và không khí
bị ô nhiễm". Trái đất xanh đang là chủ để hot được quốc gia quan tâm,nhiên
cứu nhiều. Trái đất xanh không đơn thuần chỉ là về môi trường,rừng xanh mà bao
quát hệ sinh thái và sinh hoạt con người trên trái đất.Tại Việt Nam điều quan
tâm hàng đầu là hệ thống xử lý nước thải,làm thế nào để nguồn nước sinh hoạt đủ
tiêu chuẩn? làm thế nào để kiểm soát các cụm khu công nghiệp xả nước thải qua xử
lý ?Xử lý môi trường-xử lý nước thải được hiểu đơn giản như lựa chọn đúng hệ thống
lọc nước trong gia đình vậy! làm thế nào chọn đúng hệ thống lọc nước cho
hiệu quả tốt nhất.
Công nghệ
xử lý nước thải
1. Xử
lý nước thải bằng
phương pháp vật lý
Nước thải công nghiệp, cũng như nước thải
sinh hoạt thường chứa các chất tan và không tan ở dạng hạt lơ lửng. Các tạp chất
lơ lửng có thể ở dạng rắn và lỏng, chúng tạo với nước thành hệ huyền phù.
Để tách rác và các hạt lơ lửng ra khỏi nước
thải, thông thường người ta sử dụng các quá trình cơ học (gián đoạn hoặc liên tục):
lọc qua song chắn hoặc lưới, lắng dưới tác dụng của lực trọng trường hoặc lực
li tâm và lọc. Việc lựa chọn phương pháp xử lý tuỳ thuộc vào các hạt, tính chất
hoá lý, nồng độ hạt lơ lửng, lưu lượng nước thải và mức độ làm sạch cần thiết.
Xử lý bằng phương pháp cơ học nhằm loại bỏ và
tách các chất không hoà tan và các chất ở dạng keo ra khỏi nước thải. Những
công trình xử lý cơ học bao gồm:
Song chắn rác (lưới lược thô) vận hành thủ
công.
Lưới chắn rác (lưới lược tinh) vận hành tự động.
Bể điều hoà ổn định lưu lượng.
Bể lắng đợt 1, bể lắng đợt 2 tách cặn lơ lửng.
Phương pháp xử lý cơ học có thể loại bỏ được
đến 60% các tạp chất không tan và giảm chất ô nhiễm có khả năng phân huỷ
sinh học BOD đến 20%
2 Xử
lý nước thải bằng
bằng công nghệ hóa lý
a) Xử
lý nước thải bằng
công nghệ hấp phụ
Phương
pháp hấp phụ được dùng rộng
rãi để làm
sạch triệt để
nước thải khỏi các
chất hữu cơ hoà
tan sau khi xử lý sinh học cũng như
xử lý cục bộ
khi trong nước thải có chứa
một hàm lượng rất nhỏ
các chất đó. Những
chất này không phân huỷ bằng con đường sinh học và thường
có độc tính
cao. Nếu các chất cần khử
bị hấp phụ tốt
và khi chi phí riêng lượng chất hấp
phụ không lớn thì việc
áp dụng phương pháp
này là hợp lý
hơn cả.
Trong trường hợp tổng quát, quá trình hấp phụ
gồm 3 giai đoạn:
• Di chuyển các chất cần hấp phụ từ nước thải
tới bề mặt hạt hấp phụ.
• Thực hiện quá trình hấp phụ;
•
Di chuyển
chất
ô nhiễm vào bên
trong hạt
hấp
phụ
(vùng khuếch tán trong). Người ta thường dùng than hoạt
tính, các chất
tổng
hợp
hoặc
một
số
chất
thải
của
sản
xuất
như
xỉ
tro, xỉ,
mạt
sắt
và các chất
hấp
phụ
bằng
khoáng sản như đất sét, silicagen…Để loại những
chất
ô nhiễm như: chất
hoạt
động bề
mặt,
chất
màu tổng hợp, dung môi
clo hoá, dẫn xuất phenol và
hydroxyl…
b) 2. Xử lý nước
thải bằng công nghệ
trao đổi ion
Phương pháp trao đổi ion được ứng dụng để làm
sạch nước hoặc nước thải khỏi các kim loại như Zn, Cu, Cr, Ni, Pb, Hg, Cd, Mn…
cũng như các hợp chất của asen, photpho, xyanua và chất phóng xạ. Phương pháp
này cho phép thu hồi các chất và đạt được mức độ làm sạch cao. Vì vậy nó là một
phương pháp được ứng dụng rộng rãi để tách muối trong xử lý nước và nước thải.
Bản chất của quá trình trao đổi ion là một quá trình trong đó các ion trên bề mặt
của chất rắn trao đổi với ion có cùng điện tích trong
dung dịch khi tiếp xúc với nhau. Các chất này
được gọi là các ionit (chất trao đổi ion), chúng hoàn toàn không tan trong nước.
Các chất trao đổi ion có khả năng trao đổi các ion dương từ dung dịch điện ly gọi
là các cationit và chúng mang tính acid. Các chất có khả năng trao đổi với các
ion âm gọi là các anionit và chúng mang tính kiềm. Nếu như các ionit nào đó
trao đổi cả cation và anion thì người ta gọi chúng là ionit lưỡng tính. Các chất
trao đổi ion có thể là các chất vô cơ hoặc hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên hay tổng
hợp nhân tạo.
ỨNG DỤNG
CỦA QUÁ TRÌNH TRAO ĐỔI ION:
• Làm mềm nước: ứng dụng quan trọng của quá
trình trao đổi ion là làm mềm nước, trong đó các ion Ca2+ và Mg2+ được tách khỏi
nước và thay thế vị trí Na+ trong hạt nhựa. Đối với các quá trình làm mềm nước,
thiết bị trao đổi ion axit mạnh với Na+ được sử dụng.
• Khử khoáng: trong quá trình khử khoáng, tất
cả các ion âm và các ion dương đều bị khử khỏi nước. Nước di chuyển qua hệ thống
hai giai đoạn gồm bộ trao đổi cation axit mạnh ở dạng H+ nối tiếp với bộ trao đổi
anion bazơ mạnh ở dạng OH -.
• Khử ammonium (NH4+): quá trình trao đổi ion
có thể được dùng cô đặc NH4+ có trong nước thải. Trong trường hợp này, phải sử
dụng chất trao đổi chất có tính lựa chọn NH4+ cao chẳng hạn như clinoptilolite.
Sau khi tái sinh, dung dịch đậm đặc có thể được chế biến thành phân.
3.Xử lý nước thải bằng công nghệ sinh học
|
|
Phương pháp xử lý nước thải bằng công nghệ sinh học được ứng dụng để xử lý các chất hữu cơ hoà tan có trong nước thải cũng như một số chất ô nhiễm vô cơ khác như H2S, sunfit, ammonia, nitơ… dựa trên cơ sở hoạt động của vi sinh vật để phân huỷ chất hữu cơ gây ô nhiễm. Vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ và một số khoáng chất làm thức ăn để sinh trưởng và phát triển. Một cách tổng quát, phương pháp xử lý sinh học có thể chia làm 2 loại:
• Phương pháp kỵ khí sử dụng nhóm vi sinh vật
kỵ khí, hoạt động trong điều kiện không có oxy;
• Phương pháp hiếu khí sử dụng nhóm vi sinh
vật hiếu khí, hoạt động trong điều kiện cung cấp oxy liên tục. Quá trình phân
huỷ các chất hữu cơ nhờ vi sinh vật gọi là quá trình oxy hoá sinh hoá.
Để thực hiện quá trình này, các chất hữu cơ hoà tan, cả
chất keo và các chất phân tán nhỏ trong nước thải cần di chuyển vào bên trong
tế bào vi sinh vật theo 3 giai đoạn chính như sau:
• Chuyển các chất ô nhiễm từ pha lỏng tới bề
mặt tế bào vi sinh vật;
• Khuyếch tán từ bề mặt tế bào qua màng bán
thấm do sự chênh lệch nồng độ bên trong và bên ngoài tế bào;
• Chuyển hoá các chất trong tế bào vi sinh
vật, sản sinh năng lượng và tổng hợp tế bào mới.
Tốc độ quá trình oxy hoá sinh hoá phụ thuộc vào nồng độ
chất hữu cơ, hàm lượng các tạp chất và mức độ ổn định của lưu lượng nước thải
vào hệ thống xử lý. Ở mỗi điều kiện xử lý nhất định, các yếu tố chính ảnh hưởng
đến tốc độ phản ứng sinh hoá là chế độ thuỷ động, hàm lượng oxy trong nước thải,
nhiệt độ, pH, dinh dưỡng và nguyên tố vi lượng.
|
|
Đây mới chỉ là một vài công nghệ xử lý nước thải được áp
dụng rộng rãi trên toàn thế giới. Tùy theo mỗi vùng lãnh thổ, mỗi quốc gia cá nền
công nghiệp trọng tâm khác nhau, mỗi nền công nghiệp đặc thù có những lượng nước
xả và độc tố khác nhau.Căn cứ vào nồng độ độc tố đó, sẽ chọn ra phương án xử lý
nước thải khác nhau.