Xử lý nước thải chứa kiềm

Nước thải chứa kiềm hay gặp trong công nghiệp hoá chất và công nghiệp dệt. Nước thải có tính kiềm mạnh phải được xử lý trước khi thải vào nguồn nước khác hay chuyển qua xử lý sinh học.

Các phương pháp cân bằng như sau:

 Phương pháp sục khí cacbonic CO2

Nguyên lý của phương pháp này là sục khí CO2  vào nước thải. Khí CO2  tan vào nước và tác dụng với nước tạo thành axít  cacbonic H2CO3. Khi trong nước thải chứa kiềm, axit này sẽ phản ứng với chất kiềm (chẳng hạn nước thải chứa NaOH)

CO2  + H2O  → H2CO3

H2CO3  + 2NaOH → Na2CO3  + 2H2O

Nếu H2CO3  dư: Na2CO3  + H2CO3  → 2NaHCO3

     Khí cacbonic có thể là khí được chứa trong bình CO2  tinh khiết. Nhưng nếu dùng khí CO2  tinh khiết thì chi phí xử lý nước thải lớn. Do đó người ta phải tận dụng nguồn CO2  phế thải có sẵn trong nhà máy.

   Nguồn CO2  rẻ tiền dễ kiếm và có ở bất kỳ nhà máy nào là khí CO2  trong khí thải của ống khói nồi hơi – CO2  chiếm khoảng  14% .

    Ống dẫn khí đến trạm xử lý, một phễu lọc khí để tách lưu huỳnh và bụi than trước khi sục vào bể trung hoà. Ngoài ra, còn bộ phận phân  phối  khí  để khí  được  khuếch  tán  đều  trong  nước  thải  (đốt,  hấp  phụ…)  để tránh gây mùi khó chịu cho những quá trình xử lý tiếp theo.

Ngoài ra, nguồn CO2  phế thải có thể tận dụng được là nguồn CO2  của thiết bị lên men cồn rượu, CO2  của các lò vôi. …

Việc kết hợp xử lý nước thải và xử lý khí thải là công việc của xử lý môi trường, xong làm thế nào để hiệu quả và tiết kiệm chi phí mới là vấn đầ cần được quan tâm trong công nghệ.

  Phương pháp tạo CO2 trong nước thải chứa kiềm

– Tạo CO2  bằng cách đốt khí cháy dưới nước: Quá trình này được gọi là sự cháy chìm (submerged  combustion)  và đã được sử dụng để xử lý nước thải nylon đạt độ trung hoà trước khi xử lý bằng phương  pháp sinh học. Ở đây một hệ thống phải  làm  việc  theo  phương  thức  liên  tục bao  gồm  một  thùng  bốc  hơi,  một  đèn cháy dưới mặt nước chứa trong thùng bốc hơi, một bể trộn không  khí và khí đốt tạo thành hỗn hợp cháy.

– Tạo CO2  bằng  phương  pháp  lên men:  Người  ta cho lên men kỵ khí nước thải chứa  kiềm hoặc  nước  thải chứa các chất hữu cơ nhờ các vi khuẩn  sinh axit làm cho độ pH của môi trường giảm.

Kết tủa là quá trình chuyển các chất hoà tan trong dung dịch sang pha rắn dựa trên độ hoà tan của các hydroxit hoặc các muối vô cơ. Quá trình được ứng dụng để tách các kim loại Zn, Cd, Cr, Cu, Pb, Mn, Hg… ra khỏi nước thải ở dạng kết tủa hydroxit kim loại M(OH)2  hoặc dạng sunfit kim loại MS.

Tác nhân kim loại là sữa vôi Ca(OH)2 và NaS Phản ứng xảy ra như sau:

M2+ + 2OH–  = M(OH)2

Na2S + MSO4 = MS + Na2SO4

M2+  là kim loại nặng.

Độ hòa tan của đa số M(OH)2  và MS phụ thuộc vào độ pH.

Đa số các MS có độ hoà tan giảm khi độ pH tăng còn phần lớn các M(OH)2

có độ tan cực tiểu ở độ pH nhất định.

  Xử lý nước thải chứa kiềm bằng axit sunfuric

Đây là phương pháp trung hoà  đơn giản nhất giữa kiềm và axit. Nhưng tốn kém chi phí khi vận hành.  Nếu nước thải chứa axit thì phản ứng xảy ra như sau:

2 NaOH + H2SO4 == > Na2SO4 +  2H2O

Tương tự như phương pháp xử lý nước thải chứa axit bằng xút, phương pháp này có ưu nhược điểm:

– Lượng tác nhân trung hòa nhỏ.

– Tốc độ phản  ứng lớn, quá trình  xảy ra nhanh  dẫn đến hiệu quả quá trình cao. Song giá thành  dùng tác nhân trung hòa là axit thường  cao so với dùng khí thải CO2 

– Axit đậm đặc có tính ăn mòn nên gây khó khăn cho quá trình chứa,  dẫn và nạp axit vào bể trung  hoà. Thường  những  thiết bị chứa đường  ống dẫn axit được tráng một lớp vật liệu chống ăn mòn axit.

– Khi vận hành dễ sảy ra rai nạn, độc hại khi lưu trữ.