Kiến thức cơ bản về Hóa chất xử lý nước

Kiến thức cơ bản về Hóa chất xử lý nước

Hóa chất xử lý nước là gì?

Hóa chất xử lý nước là tên gọi chung của các loại hóa chất có thể khử sạch nguồn nước thải sinh hoạt, các nhà máy trước khi đổ ra môi trường. Đối với việc xử lý hóa học trong nước, rất nhiều loại hóa chất có thể được áp dụng.

Hóa chất xử lý nước là gì

Tất cả các ngành công nghiệp có trách nhiệm đảm bảo rằng nước thải của họ đáp ứng các yêu cầu quy định của địa phương, khu vực và quốc gia. Ở hầu hết các quốc gia, sự đồng ý của công ty nước thải (cần giấy phép của họ để đưa nước thải vào cống, hồ, sông) sẽ phụ thuộc vào thành phần của nước thải tuân theo các tiêu chí cụ thể.

Những điều kiện này sẽ khác nhau rất nhiều giữa các quốc gia và các ngành công nghiệp. Nhưng nhìn chung, chúng bao gồm các điều kiện về nhiệt độ, độ pH, FOG (chất béo, dầu và mỡ), COD (nhu cầu oxy trong hóa học), tỷ lệ chất rắn lơ lửng, hàm lượng sunfat, kim loại nặng và ngành công nghiệp hóa chất đặc biệt khác trong nước thải.

Nhiều cơ quan quản lý cũng chỉ định mức độ thường xuyên phải kiểm tra nước thải, cũng như các phương pháp được sử dụng, thực hiện tính toán thường xuyên và kiểm tra tại chỗ để đảm bảo tuân thủ. Việc không tuân thủ các điều khoản trong giấy phép có thể dẫn đến việc bị thu hồi, ngăn chặn hoàn toàn hoạt động kinh doanh, nhưng thông thường sẽ dẫn đến các hình phạt tài chính. Mặc dù rõ ràng chúng ít gây bất lợi cho một doanh nghiệp đến mức phải ngừng hoạt động hoàn toàn. Những khoản tiền phạt này có thể có tác động đáng kể đến lợi nhuận của công ty. Do đó, công tác quản lý cẩn thận trong xử lý nước thải là rất cần thiết để giữ chi phí và tiền phạt ở mức tối thiểu.

Có bao nhiêu nhóm hóa chất xử lý nước?

Có 4 nhóm hóa chất xử lý nước

4 nhóm hóa chất chính được sử dụng trong xử lý nước thải là chất trung hòa pH, chất chống tạo bọt, chất đông tụ và chất keo tụ. Loại hóa chất đơn giản nhất là chất trung hòa pH, cách chúng được sử dụng tùy thuộc vào quá trình sản xuất nước thải.

Về cơ bản, nước thải chảy vào hệ thống thoát nước không quá axit cũng không quá cơ bản (lý tưởng hoàn toàn trung tính ở pH 7), vì điều này sẽ giúp ngăn chặn các phản ứng hóa học không mong muốn khi nước thải trộn với nước thải khác.

Trung hòa pH thậm chí còn quan trọng hơn nếu nước thải xả trực tiếp vào hồ hoặc sông, vì việc thay đổi độ pH cục bộ có thể gây hại cho động vật hoang dã và gây ra các vấn đề khó khăn cho hệ sinh thái địa phương.

Thật không may, nhiều quy trình công nghiệp và sản xuất phụ thuộc vào các hóa chất axit hoặc cơ bản - từ ăn mòn axit của các bộ phận kim loại đến sử dụng chất tẩy để rửa của các cơ sở sản xuất thực phẩm - sau đó được xả vào cống.

Ngoài ra, điều chỉnh pH (thường từ axit đến bazơ) có thể được sử dụng trong xử lý nước sau quá trình như một cách để loại bỏ các chất gây ô nhiễm hòa tan, như kim loại nặng và kim loại độc hại, sau đó cần phải được trung hòa trước khi nước thải chảy ra.

Bổ sung các liều lượng nhỏ và kiểm soát cẩn thận các loại axit mạnh hoặc phổ biến hơn là các hợp chất cơ bản (như natri hydroxit (NaOH)) trong quá trình xử lý nước thải là một cách đơn giản để đảm bảo độ pH của nước thải chảy ra cống thoát nước đạt yêu cầu như trong hướng dẫn.

Các loại hóa chất xử lý nước thải tiếp theo là chất chống tạo bọt. Bọt được gây ra bởi sự hình thành bọt khí trong nước thải, và có thể gây ra nhiều vấn đề cho một loạt các quy trình công nghiệp. Bằng cách thay đổi tính chất vật lý của chất lỏng, bọt có thể làm tăng hao mòn cơ học trên hệ thống bơm và gây ra vấn đề thoát nước bằng cách chặn sàng và làm giảm hiệu quả xử lý nước.

Bọt cũng có thể khiến cặn lắng hình thành trong bể chứa và tàu chế biến - làm tăng yêu cầu làm sạch - và dẫn đến rủi ro sức khỏe thông qua việc thúc đẩy sự phát triển của vi khuẩn. Ngoài ra, bọt có thể gây ảnh hưởng đến hình ảnh công cộng cho một doanh nghiệp tại địa phương.

Có một loạt các chất chống tạo bọt có sẵn - bao gồm các loại dầu không hòa tan, silicones, rượu, stearate và glycols - nhưng tất cả chúng đều là những hóa chất có độ nhớt thấp làm cho vỡ bọt khí và vỡ bọt bề mặt. Nhiều nhà cung cấp hóa chất xử lý nước coi các chất chống tạo bọt là một loại hóa chất đơn giản, nhưng việc chọn đúng hoá chất và chế độ định lượng có thể có tác động đáng kể đến hiệu quả của các nhà máy xử lý nước và chi phí vận hành liên tục, cả về tiêu thụ hóa chất và chi phí bảo trì.

Hai loại hóa chất xử lý nước cuối cùng là chất đông tụ và chất keo tụ, chúng hoạt động kết hợp để loại bỏ chất rắn lơ lửng và làm sạch nước thải.

• Các chất keo tụ được tích điện ion (thường tích điện dương), chúng là các hợp chất có trọng lượng phân tử thấp, được thiết kế để trung hòa điện tích của các hạt lơ lửng.  Chúng có thể là vô cơ - chẳng hạn như các hợp chất dựa trên aluminium hoặc sắt - hoặc các polyme hữu cơ, và chống lại hiệu ứng 'đẩy lùi', ngăn chặn các hạt tiêu cực kết tụ lại.
• Chất đông tụ có trọng lượng phân tử cao, chúng được sử dụng để liên kết các hạt trung hòa điện tích này thành các tập hợp lớn hơn - được gọi là flocs - để tăng tốc độ làm sạch nước. Có một số lượng lớn chất keo tụ và chất đông tụ. Và sự kết hợp tối ưu sẽ phụ thuộc nhiều vào thành phần của dòng nước thải và thiết kế của nhà máy xử lý nước.

Hầu hết các cơ sở xử lý nước thải sử dụng các chiến lược xử lý hóa học để loại bỏ chất rắn lơ lửng, phụ thuộc vào quá trình lắng hoặc nổi. Thiết kế của nhà máy phải phù hợp với tính chất của nước thải, nhưng nói chung, các chiến lược xử lý nước được sử dụng để loại bỏ chất rắn nặng - loại chât thải phổ biến trong các ngành sản xuất - trong khi tuyển nổi phù hợp hơn với việc loại bỏ chất béo và dầu.

Ví dụ trong các ứng dụng chế biến thực phẩm. Việc lựa chọn chất keo tụ và chất đông tụ phải được hướng dẫn bởi cả cách thức vận hành của nhà máy và loại chất rắn lơ lửng cần loại bỏ, và việc đưa ra lựa chọn đúng có thể có tác động đáng kể đến cả lợi nhuận và tuân thủ quy định.

Một cân nhắc bổ sung khi lựa chọn các chất keo tụ và chất đông tụ thích hợp nhất cho doanh nghiệp của bạn là tác động môi trường của việc sử dụng hóa chất. Với một số chất keo tụ và đông tụ sinh học hiện đang xâm nhập thị trường.

Chúng đã được sử dụng để xử lý nước đô thị. Ở mọi nơi, các quy định liên quan đến xử lý nước uống hạn chế sử dụng hóa chất, đặc biệt là ở châu Âu - có những dấu hiệu cho thấy ngành công nghiệp có thể xem xét các hoá chất có nguồn gốc tự nhiên này như một cách để giảm lượng carbon và tác động môi trường của các doanh nghiệp.

Làm sao để sử dụng hóa chất xử lý nước một cách hiệu quả

Sử dụng hiệu quả hóa chất xử lý nước

Mặc dù rất quan trọng đối với hoạt động hiệu quả của các cơ sở xử lý nước, việc lựa chọn hóa chất xử lý nước chỉ là một phần của câu đố. Bước tiếp theo là đảm bảo rằng mỗi loại hóa chất này được sử dụng với số lượng chính xác, đúng thời điểm và được đưa vào nước thải một cách hiệu quả nhất.

Giống như việc lựa chọn của hóa chất, chế độ định lượng phụ thuộc rất nhiều vào thiết kế của nhà máy và thành phần của nước thải. Điều quan trọng là phải bổ sung đủ từng hóa chất vào nước thải để tạo ra hiệu quả cần thiết, nhưng việc sử dụng quá liều có thể dẫn đến chi phí hoá chất liên tục tăng cao một cách không cần thiết, và khiến hóa chất xử lý nước có mặt cao trong dòng nước chảy ra cống có khả năng vượt quá giới hạn quy định.

Tương tự, việc dùng hóa chất xử lý nước dưới liều có thể làm giảm hiệu quả của quá trình xử lý, dẫn đến vi phạm các điều kiện cấp phép. Vấn đề này còn phức tạp hơn bởi loại hệ thống định lượng đang sử dụng, vì điều này có thể có tác động đáng kể đến hiệu quả của các hóa chất trong quy trình xử lý nước của bạn.

Mặc dù hầu hết các cơ sở xử lý nước sẽ có sẵn các hệ thống định lượng như một phần của thiết kế nhà máy ban đầu, các công ty có chi phí dành cho hóa chất rất cao nên xem xét các cải tiến công nghệ mới nhất - như hệ thống kích hoạt polymer nhũ tương HydraPol - có thể được sử dụng để giảm sử dụng hóa chất và tiết kiệm chi phí mà không ảnh hưởng đến hiệu quả.

Cho dù dựa trên việc sử dụng các hệ thống định lượng hiện có hoặc áp dụng các công nghệ mới, các nhà cung cấp hóa chất xử lý nước có kinh nghiệm có thể làm việc với bạn để thiết lập chiến lược định lượng phù hợp và hiệu quả nhất cho nhà máy của bạn, cũng như cung cấp các biện pháp cụ thể để khắc phục mọi khả năng biến đổi hàng ngày trong thành phần của nước thải. Cùng với hỗ trợ kỹ thuật và xử lý sự cố liên tục, điều này sẽ giúp đảm bảo tuân thủ các yêu cầu quy định và tránh các hình phạt tài chính.

Một cách nhìn rộng hơn

Sử dụng hóa chất xử lý nước đúng cách

Việc cung cấp và ứng dụng hóa chất xử lý nước để đảm bảo thành phần nước thải được tuân thủ theo các hướng dẫn quy định là một chi phí đáng kể cho nhiều doanh nghiệp, cả về hoá chất và nhân lực. Ở đầu kia của quá trình xử lý nước thải, việc loại bỏ và xử lý bùn thải cũng là một chi phí lớn. Càng nhiều chất rắn lơ lửng, chất béo, dầu, mỡ và chất gây ô nhiễm trong nước thải thì chi phí xử lý càng lớn.

Cả hai quá trình xử lý nước hóa học và cơ học nên nhằm mục đích tối đa hóa việc khử sạch nước và đảm bảo rằng bùn cho kết quả khô nhất có thể để giảm chi phí xử lý. Bằng cách nhìn nhận một cách toàn diện hơn, đầu tư vào hóa chất xử lý hiệu quả hơn có khả năng tiết kiệm đáng kể chi phí về mặt xử lý, bù đắp chi phí vốn.

Hợp tác với một nhà cung cấp hóa chất xử lý nước có kinh nghiệm có thể giúp bạn xác định những cơ hội này - cũng như những thay đổi khác có thể dẫn đến cải thiện hiệu suất cơ học, vận hành và hiệu suất hóa học nhà máy xử lý nước của bạn. Với chi phí xử lý nước thải và bùn ngày một tăng cao, đã đến lúc suy nghĩ lại về chiến lược xử lý nước của bạn?