Các phương pháp xử lý nước thải axit

Các phương pháp xử lý nước thải axit

Nước thải axit thường có trong dây chuyền công nghệ sản xuất của các ngành công nghiệp như: công nghiệp nhẹ, công nghiệp vật liệu và công nghiệp hóa chất. Thí dụ: nước thải của công nghệ cán thép, xí nghiệp sản xuất thuốc nhuộm, thuốc trừ sâu, dược phẩm đều chứa axit sunfuric, axit nước, axit clohydric.

Nước thải chứa axit có thể phân thành 3 loại:

Nước  thải chứa  axit mạnh như:  axit clohydric  (HCl),  axit nước  (HNO3)  các muối canxi của chúng dễ tan trong nước.
Nước thải chứa axit mạnhnhư axit sunfuric  (H2SO4)  axit cacbonic  (H2CO3)
các muối canxi của chúng khó tan trong nước.
– Nước thải chứa các axit yếu như axit acetic (CH3COOH).

Phương pháp xử lý nước thải axit

Phương pháp chủ yếu để xử lý nước thải chứa axit là phương pháp trung hòa. Khi trung hoà nước thải chứa axit mạnh, các muối của chúng khó tan trong nước sẽ bị kết tủa và lắng cặn.

1. Cho dòng nước thải chảy qua lớp đá vôi

Phương  pháp này là một trong những phương  pháp thường được dùng để xử lý nước thải chứa axit. Lớp đá vôi có thể coi như một lớp đệm có hoạt tính hoá học. Phản  ứng hoá học xảy ra liên tục khi lớp đệm còn hoạt tính hoá học. Phản ứng xảy ra ở các tâm hoạt hoá theo phản ứng:
CaCO3  + H2SO4  → CaSO4  + H2CO3
Vật  liệu  lớp  đệm  ngoài  đá  vôi  CaCO3    còn  có  thể  dùng  magiê  cacbonat
MgCO3 đá đôlômit v.v…

Tính toán lượng đá vôi thích hợp và duy trì tính hoạt hoá của nó phải dựa vào các yếu tố.
– Lượng nước thải cần xử lý

– Chất lượng nước thải cần xử lý

– Độ hoạt hoá của lớp đệm

– Kích thước của các hạt trong lớp đệm

– Chế độ thuỷ động trong tháp trung hòa.
Nhược điểm:
Tính hoạt hoá của lớp đá cũng bị giảm đòi hỏi phải thay bằng lớp mới. Chu kỳ thay lớp đá vôi phụ thuộc vào lượng và chất lượng của nước thải cần xử lý.
Nếu nước thải có nồng độ axit lớn hoặc chứa các chất hữu cơ sẽ xuất hiện hiện tượng tạo bọt làm giảm hiệu suất quá trình xử lý.

2. Xử lý nước thải bằng vôi

Vôi  thường  được  dùng  trung  hoà  nước  thải  chứa  axit  dưới  dạng  bột  như cacbonat  canxi  CaCO3,  cacbonat  magiê  MgCO3   dạng  vôi  bột  hay  sữa  vôi  của hydroxyt canxi Ca(OH)2. Đây là tác nhân trung hoà rẻ tiền và dễ kiếm.
Phản ứng xảy ra với nước thải có chứa axit sunfuric: CaCO3  + H2SO4  → CaSO4  + H2CO3  – Q
hoặc Ca(OH)2 + H2SO4  → CaSO4  + 2H2O – Q

Sử dụng vôi tôi hay sữa vôi thường hay gặp hiện tượng đóng rắn tạo thành bờ ở các cửa nạp vôi vào thiết bị trung hòa vì khi hydroxit  canxi Ca(OH)2 gặp không khí sẽ tác dụng  với CO2  tạo thành  CaCO3,  CaCO3   sẽ đóng  rắn và làm giảm lưu lượng cũng như tắc đường ống.
Theo Nelson để trung hoà nước thải chứa axit sunfuric  và axit nước có nồng độ 1,5%  dùng  đá đôlômit  nung  với thành  phần  của nó gồm  47,5%  CaO,  34,3% MgO và 1,8% CaCO3. Loại đá này có ưu điểm hơn các loại đá vôi khác là giữ lại lượng sunphat dư rất nhỏ và như vậy tránh được hiện tượng lắng cặn trong thiết bị phản ứng.

3. Xử lý nước thải bằng xút NaOH hoặc sôđa Na2SO4

Trung hoà nước thải chứa axit bằng xút hoặc sôđa sẽ nhanh và hiệu quả. Nếu nước thải chứa axit cacbonic và axit sunfuric phản ứng sẽ xảy ra như sau:
2 NaOH + H2CO3  → Na2SO4+ 2H2O Na2CO3 + H2CO3  → 2NaHCO3
hay NaOH + H2SO4  → NaHSO4 + H2O NaHSO4  + NaOH → Na2SO4  + H2O
Xử lý nước thải chứa axit bằng xút hay bằng sôđa có ưu điểm:

Xử lý nhanh và càng có hiệu quả khi lượng nước thải cần xử lý nhỏ. Khi đó không cần phải thiết bị xử lý chứa kiềm mà chỉ cần tính lượng cần thiết và đưa vào trộn với nước thải ở đầu ống hút của bơm nước thải. Nếu lượng nước cần xử lý lớn người ta có thể thực hiện phản ứng theo phương thức gián đoạn hay liên tục trong các thiết bị phản ứng. Xút được chứa trong bể riêng và được nạp vào thiết bị phản ứng theo từng mẻ (phương thức gián đoạn) hay liên tục (phương thức liên tục) nhờ bơm đa tốc độ. Nước thải cần xử lý được đưa vào thiết bị phản ứng, trong đó axit chứa trong nước thải tham gia phản ứng với xút tạo thành muối và nước.
Sản phẩm của phản ứng phần lớn ở dạng tan và không làm tăng độ cứng của nguồn nước tiếp nhận.
– Tuy nhiên axit và sôđa  là những  hoá chất đắt hơn các tác nhân  trung  hoà khác như vôi nên phương pháp này thường được dùng khi có xút và sôđa là những phế liệu của một công nghệ khác.