Nước thải với độ pH vượt ngưỡng, đặc biệt là pH cao, đang âm thầm đặt ra những thách thức không nhỏ cho cả môi trường và hoạt động sản xuất của nhiều doanh nghiệp. Từ những tác động tiêu cực lên hệ sinh thái, nguy cơ ăn mòn thiết bị, cho đến việc cản trở hiệu quả của các giai đoạn xử lý kế tiếp, tình trạng pH cao trong nước thải đòi hỏi một giải pháp can thiệp kịp thời và khoa học. Bài viết này sẽ là chìa khóa giúp bạn giải mã toàn diện về vấn đề này, khám phá sâu hơn các phương pháp xử lý độ pH cao trong nước thải một cách hiệu quả cùng Đại Nam nhé!
1. Tìm hiểu về độ pH trong nước thải
1.1. Độ pH trong nước thải là gì?
Độ pH là chỉ số cơ bản dùng để đo lường mức độ axit hoặc bazơ (kiềm) trong nước thải. Thang đo pH được quy ước dao động từ 0 đến 14. Khi giá trị pH nhỏ hơn 7, nước thải mang tính axit. Ngược lại, nếu pH lớn hơn 7, nước thải có tính bazơ hay còn gọi là tính kiềm. Trường hợp pH bằng 7 biểu thị môi trường trung tính.
Kiểm soát độ pH trong nước thải là yếu tố bắt buộc trong quy trình xử lý, đặc biệt là tại các khu công nghiệp, nhà máy chế biến và khu dân cư. Nồng độ pH không đạt chuẩn có thể gây ra hậu quả nghiêm trọng như giết chết vi sinh vật có lợi trong hệ thống xử lý sinh học, làm giảm khả năng phân hủy chất hữu cơ, hoặc gây ô nhiễm nguồn nước tiếp nhận. Do đó, việc theo dõi và điều chỉnh pH đúng cách giúp đảm bảo nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn môi trường.
1.2. Những yếu tố ảnh hưởng đến độ pH trong nước thải
Việc xác định chính xác các yếu tố này giúp lựa chọn phương pháp xử lý độ pH cao trong nước thải (hoặc pH thấp) hiệu quả hơn. Các yếu tố chính bao gồm:
Độ pH của nước thải chịu ảnh hưởng từ nhiều yếu tố khác nhau
Đặc trưng của nguồn nước thải
-
Loại hình nước thải: Nước thải công nghiệp từ các ngành khác nhau (ví dụ: dệt nhuộm, sản xuất giấy, xi mạ, chế biến thực phẩm, hóa chất, cao su) sẽ có đặc điểm pH rất khác nhau do sử dụng các loại hóa chất và quy trình sản xuất đặc thù. Nước thải sinh hoạt thường có pH gần trung tính hoặc hơi kiềm do chất tẩy rửa.
-
Thành phần hóa học và nồng độ các chất: Sự hiện diện và nồng độ của các axit, bazơ, muối hòa tan, kim loại nặng, và các hợp chất hữu cơ cụ thể trong nước thải sẽ quyết định tính axit hay kiềm của nó. Ví dụ, nước thải dệt nhuộm thường có pH cao do sử dụng NaOH, Na₂CO₃.
-
Tải lượng ô nhiễm: Nước thải có tải lượng chất hữu cơ hoặc vô cơ cao cũng có thể gián tiếp ảnh hưởng đến pH thông qua các phản ứng hóa học hoặc sinh học diễn ra.
Phương pháp xử lý nước thải (và các quá trình sinh hóa tự nhiên)
Yêu cầu pH của các quy trình xử lý: Nhiều phương pháp xử lý nước thải, đặc biệt là xử lý sinh học, đòi hỏi một khoảng pH tối ưu để vi sinh vật hoạt động hiệu quả. Ví dụ, hầu hết các vi sinh vật hiếu khí và kỵ khí thông thường hoạt động tốt nhất trong khoảng pH 6.5 – 8.5.
Nhu cầu pH cụ thể của từng loại vi sinh vật: Ngay cả trong xử lý sinh học, các nhóm vi sinh vật khác nhau lại có những dải pH tối ưu riêng biệt. Chẳng hạn:
-
Quá trình phân hủy sinh học kỵ khí: Trong một số điều kiện, quá trình này có thể sinh ra amoniac (NH₃) hoặc các amin, làm tăng pH của nước thải. Ngược lại, quá trình lên men axit có thể làm giảm pH.
-
Các yếu tố bên ngoài và sự cố
-
Rò rỉ hóa chất: Sự cố rò rỉ các hóa chất có tính axit hoặc kiềm từ bể chứa, đường ống vào hệ thống thoát nước có thể làm thay đổi đột ngột pH.
-
Nhiệt độ: Nhiệt độ có thể ảnh hưởng đến hằng số phân ly của nước và các axit/bazơ yếu, từ đó gián tiếp tác động đến pH.
-
Tiếp xúc với không khí: Nước thải có tính kiềm khi tiếp xúc với CO₂ trong không khí có thể hấp thụ CO₂ tạo thành axit cacbonic, làm giảm pH từ từ (thường không đáng kể đối với pH cao).
2. Tầm quan trọng của độ pH trong nước thải
Độ pH ảnh hưởng trực tiếp đến tính hiệu quả trong quá trình xử lý nước thải. Trong các cụm xử lý sinh học, độ pH cần được duy trì trong khoảng từ 6,5 đến 8,5 để đảm bảo hoạt động tối ưu của vi sinh vật. Nếu độ pH vượt ra khỏi khoảng này, hoạt động của vi sinh vật sẽ bị ức chế, dẫn đến giảm hiệu quả xử lý các chất ô nhiễm hữu cơ.
Việc kiểm soát độ pH không chỉ giúp nâng cao hiệu quả xử lý nước thải mà còn bảo vệ hệ thống thiết bị khỏi sự ăn mòn do môi trường axit hoặc kiềm gây ra. Độ pH không phù hợp có thể dẫn đến hiện tượng bùn nổi, vi sinh vật chết và giảm hiệu quả lắng trong bể sinh học. Do đó, việc theo dõi và điều chỉnh độ pH thường xuyên là cần thiết để đảm bảo hệ thống xử lý nước thải hoạt động ổn định và hiệu quả.
Độ pH có nhiều ảnh hưởng quan trọng đến việc xử lý nước thải
3. Độ pH trong nước thải bao nhiêu là phù hợp?
Theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 40:2011/BTNMT, độ pH của nước thải công nghiệp sau xử lý phải nằm trong khoảng từ 6 đến 9 đối với loại A và từ 5,5 đến 9 đối với loại B, tùy thuộc vào mục đích sử dụng của nguồn tiếp nhận nước thải .
Đối với các hệ thống xử lý nước thải áp dụng phương pháp sinh học, độ pH lý tưởng thường nằm trong khoảng từ 6,5 đến 8,5. Mức này tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển và hoạt động hiệu quả của vi sinh vật, giúp quá trình phân hủy chất hữu cơ diễn ra tối ưu. Việc duy trì độ pH trong khoảng phù hợp không chỉ đảm bảo hiệu quả xử lý mà còn bảo vệ hệ thống thiết bị khỏi sự ăn mòn và kéo dài tuổi thọ của toàn bộ hệ thống xử lý nước thải.
4. Giải pháp xử lý độ pH cao trong nước thải
Khi đối mặt với tình trạng nước thải có độ pH cao vượt ngưỡng cho phép, việc áp dụng các giải pháp kỹ thuật để điều chỉnh và đưa pH về mức an toàn là vô cùng cần thiết. Dưới đây là một số phương pháp phổ biến và hiệu quả:
4.1. Phương pháp xử lý sử dụng hóa chất
Phương pháp sử dụng hóa chất, cụ thể là các hóa chất có tính axit, là một trong những cách tiếp cận trực tiếp và phổ biến nhất để xử lý độ pH cao trong nước thải. Nguyên tắc cơ bản của phương pháp này là đưa một lượng axit vừa đủ vào dòng nước thải có tính kiềm cao. Axit sẽ phản ứng với các thành phần gây ra tính kiềm, chủ yếu là các ion hydroxide (OH-) hoặc các muối có tính bazơ mạnh, từ đó làm giảm nồng độ OH- và kéo theo sự giảm xuống của giá trị pH.
Các loại axit thường được sử dụng bao gồm axit sunfuric (H₂SO₄), axit clohydric (HCl), hoặc trong một số trường hợp có thể dùng khí cacbonic (CO₂) sục vào nước để tạo thành axit cacbonic (H₂CO₃) yếu hơn, an toàn hơn nhưng tác dụng chậm hơn.
4.2. Phương pháp xử lý trung hòa
Về bản chất, phương pháp xử lý trung hòa là quá trình hóa học cốt lõi diễn ra khi áp dụng các hóa chất có tính axit để xử lý độ pH cao trong nước thải. Đây là phản ứng giữa một axit và một bazơ để tạo ra muối và nước, qua đó đưa độ pH của dung dịch tiến gần về ngưỡng trung tính (pH ≈ 7) hoặc về một khoảng pH mục tiêu phù hợp cho các công đoạn xử lý tiếp theo (ví dụ như xử lý sinh học thường yêu cầu pH từ 6.5 đến 8.5).
Quá trình trung hòa đòi hỏi sự kiểm soát chặt chẽ việc bổ sung tác nhân trung hòa (axit) vào dòng nước thải. Điều này thường được thực hiện trong các bể phản ứng có trang bị hệ thống khuấy trộn để đảm bảo sự tiếp xúc đồng đều giữa axit và nước thải, giúp phản ứng diễn ra hoàn toàn và nhanh chóng.
4.3. Phương pháp xử lý kết tủa
Phương pháp xử lý kết tủa có thể được áp dụng một cách hiệu quả trong việc xử lý độ pH cao trong nước thải, đặc biệt khi nước thải đó chứa các kim loại nặng hoặc một số hợp chất có khả năng tạo kết tủa ở môi trường kiềm.
Để tăng cường hiệu quả kết tủa và loại bỏ các chất rắn lơ lửng này, người ta thường bổ sung thêm các chất trợ keo tụ hoặc keo tụ như phèn nhôm (Al₂(SO₄)₃), phèn sắt (FeCl₃, Fe₂(SO₄)₃), hoặc Poly Aluminium Chloride (PAC). Các chất này giúp các hạt kết tủa nhỏ liên kết lại với nhau thành các bông cặn lớn hơn, dễ dàng lắng xuống và được loại bỏ qua quá trình lắng hoặc lọc.
5. Nâng cấp hệ thống xử lý nước thải khi lưu lượng gia tăng làm tăng độ pH
Khi khối lượng nước thải phát sinh ngày càng gia tăng do mở rộng sản xuất, thay đổi quy trình công nghệ hoặc gia tăng dân số, hệ thống xử lý nước thải hiện hữu có thể không còn đủ khả năng đáp ứng. Một trong những dấu hiệu phổ biến là độ pH trong nước thải đầu ra tăng cao bất thường, gây ảnh hưởng đến môi trường và vi phạm quy chuẩn xả thải.
Việc tăng lưu lượng nước thải có thể làm quá tải các công đoạn xử lý hiện tại như điều hòa, trung hòa, keo tụ hoặc sinh học. Khi hệ thống không đủ thời gian hoặc công suất để xử lý, các chỉ tiêu như pH sẽ không còn được kiểm soát hiệu quả. Ngoài ra, sự thay đổi trong thành phần nước thải cũng có thể góp phần gây mất cân bằng pH.
Để đảm bảo hệ thống tiếp tục vận hành hiệu quả, cần xem xét việc nâng cấp bằng cách mở rộng công suất các bể xử lý, cải tiến quy trình công nghệ, hoặc bổ sung thiết bị điều chỉnh pH tự động. Việc thiết kế lại hệ thống phù hợp với lưu lượng và thành phần nước thải mới là yếu tố then chốt để đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn môi trường.
Nếu đơn vị của bạn đang tìm kiếm giải pháp nâng cấp hệ thống xử lý nước thải nhằm kiểm soát độ pH hiệu quả hơn, hãy liên hệ với Đại Nam. Với kinh nghiệm nhiều năm trong thiết kế, cải tạo và nâng cấp hệ thống xử lý nước thải, Đại Nam cam kết mang đến giải pháp tối ưu, tiết kiệm chi phí và đảm bảo tuân thủ các quy định pháp luật hiện hành.
Nâng cấp hệ thống xử lý nước thải nhằm tuân thủ các tiêu chuẩn môi trường
Xử lý độ pH cao trong nước thải không chỉ tạo điều kiện lý tưởng cho hoạt động của vi sinh vật trong các bể sinh học mà còn đảm bảo hiệu suất của các quá trình xử lý hóa lý như keo tụ và tạo bông. Độ pH không phù hợp có thể dẫn đến sự ức chế hoạt động của vi sinh vật, giảm hiệu quả xử lý và gây hư hỏng cho thiết bị do ăn mòn hoặc lắng cặn . Do đó, việc theo dõi và điều chỉnh độ pH thường xuyên là cần thiết để đảm bảo hệ thống xử lý nước thải hoạt động ổn định và hiệu quả.
