Đề tài Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm - Phan Anh Đào

TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG KHOA SƯ PHẠM Sinh viên thực hiện: PHAN ANH ĐÀO Mã số sinh viên: DHH 021092 MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC Ô NHIỄM Giáo viên hướng dẫn: Th.S. NGUYỄN VĂN THẠT An Giang, năm 2004 NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG KHOA HỌC ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ LỜI CẢM TẠ -----W›X----- Đề tài này được hoàn thành với sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô Khoa Sư Phạm, Trường Đại Học An Giang và các cô chú, anh chị ở Sở Tài Nguyên Và Môi Trường. Em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đối với: _ Thầy hướng dẫn : Thạc sĩ NGUYỄN VĂN THẠT đã tận tình chỉ bảo em trong suốt thời gian làm đề tài. _ Ban Giám Hiệu Trường Đại Học An Giang, Ban Chủ Nhiệm Khoa Sư Phạm đã tạo điều kiện thuận lợi hỗ trợ em thực hiện đề tài. _ Các cô chú, anh chị ở Sở Tài Nguyên Và Môi Trường đã cung cấp cho em những số liệu cần thiết để bổ sung vào đề tài. Cuối cùng em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các thầy cô Khoa Sư Phạm, bộ môn Hóa đã truyền đạt cho em những kiến thức quý báu làm cơ sở cho em thực hiện đề tài này. LỜI NÓI ĐẦU -----YœZ----- Trong môi trường sống nói chung, vấn đề bảo vệ và cung cấp nước sạch là vô cùng quan trọng. Đồng thời với việc bảo vệ và cung cấp nước sạch, việc thải và xử lý nước thải trước khi đổ vào nguồn là một vấn đề bức xúc đối với toàn thể loài người. Trong những năm gần đây,cùng với sự phát triển của nền công ghiệp nước ta, tình hình ô nhiễm môi trường cũng gia tăng đến mức báo động. Do đặc thù của nền công nghiệp mới phát triển, chưa có sự quy hoạch tổng thể và nhiều nguyên nhân khác nhau như: điều kiện kinh tế của nhiều xí nghiệp còn khó khăn, hoặc do chi phí xử lý ảnh hưởng đến lợi nhuận nên hầu như chất thải công nghiệp của nhiều nhà máy chưa được xử lý mà thải thẳng ra môi trường. Mặt khác nước ta là một nước đông dân, có mật độ dân cư cao, nhưng trình độ nhận thức của con người về môi trường còn chưa cao, nên lượng chất thải sinh hoạt cũng bị thải ra môi trường ngày càng nhiều. Điều đó dẫn tới sự ô nhiễm trầm trọng của môi trường sống, ảnh hưởng đến sự phát triển toàn diện của đất nước, sức khỏe, đời sống của nhân dân cũng như vẻ mỹ quan của khu vực. Trong đó, ô nhiễm nguồn nước là một trong những thực trạng đáng ngại nhất của sự hủy hoại môi trường tự nhiên do nền văn minh đương thời. Ngày nay vấn đề xử lý nước và cung cấp nước sạch đang là một mối quan tâm lớn của nhiều quốc gia, nhiều tổ chức xã hội và chính bản thân mỗi cộng đồng dân cư. Và đây cũng là một vấn đề cấp bách cần giải quyết của nước ta trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Nhằm mục đích góp phần vào việc bảo vệ môi trường sống của con người, em chọn đề tài “MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XƯ LÝ NƯỚC Ô NHIỄM “. Trong đề tài này, em trình bày một cách cô đọng về thực trạng ô nhiễm nguồn nước và một số phương pháp xử lý nước hiện nay thông qua các tài liệu có liên quan mà em có điều kiện tham khảo được. Với sự cố gắng thực sự khi nghiên cứu một vấn đề khoa học nhưng không thể tránh khỏi thiếu sót, em rất mong được sự hướng dẫn và đóng góp của quý thầy cô và các bạn. Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào MỤC LỤC Mục lục ..........................................................................................................7 Phần I: ...........................................................................................................10 1. Lý do chọn đề tài ....................................................................................11 2. Mục đích nghiên cứu .............................................................................11 3. Đối tượng nghiên cứu ...........................................................................11 4. Nhiệm vụ nghiên cứu ............................................................................11 5. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................11 Phần II: Tổng quan ..................................................................................12 Giới thiệu thông số đánh giá sự ô nhiễm nước .....................................13 A. Tình hình ô nhiễm và các vấn đề môi trường trên thế giới và ở Việt Nam ..............................................................................15 I. Tình trạng môi trường thế giới ..................................................................15 II. Tình trạng môi trường Việt Nam...............................................................19 B. Tình trạng ô nhiễm nước trên thế giới và ở Việt Nam..................21 I. Tình trạng ô nhiễm nước trên thế giới.......................................................21 II. Tình trạng ô nhiễm nước ở Việt Nam.......................................................21 II.1. Tình hình chung..................................................................................21 II.2. Ở đồng bằng Sông Cửu Long ............................................................22 II.3. Ở An Giang.........................................................................................23 C. Phân loại nước ô nhiễm và tính chất của nó..................................25 Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 7 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào I. Phân loại ...................................................................................................25 II. Tính chất ..................................................................................................26 Phần III: Các phương pháp xử lý nước ô nhiễm ......................31 I. Các phương pháp sinh học..................................................................32 I.1. Các phương pháp hiếu khí.....................................................................33 I.2. Các phương pháp thiếu khí....................................................................35 I.3. Các phương pháp kỵ khí ........................................................................35 II. Các phương pháp hóa lý .....................................................................36 II.1. Lọc qua song chắn rác ..........................................................................36 II.2. Lắng tụ ..................................................................................................37 II.3. Lọc.........................................................................................................38 II.4. Đông tụ và keo tụ ..................................................................................39 II.5. Tuyển nổi...............................................................................................41 II.6. Hấp phụ.................................................................................................45 II.7. Trao đổi ion ...........................................................................................46 II.8 Thẩm thấu ngược...................................................................................47 II.9. Siêu lọc..................................................................................................48 II.10. Thẩm tách và điện thẩm tách ..............................................................49 II.11. Các phương pháp điện hóa.................................................................49 III. Các phương pháp hóa học ................................................................52 III.1. Phương pháp trung hòa .......................................................................52 III.2. Phương pháp oxy hóa và khử ..............................................................54 III.3. Loại kim loại nặng ................................................................................57 IV. Các phương pháp hóa sinh...............................................................62 Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 8 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào IV.1. Xử lý nước thải trong điều kiện tự nhiên..............................................63 IV.2. Xử lý nước thải trong điều kiện nhân tạo .............................................64 #.Các công trình xử lý phụ khác ....................................................................66 I. Khử trùng nước thải ..................................................................................66 I.1. Khử trùng bằng phương pháp vật lý....................................................66 I.2. Khử trùng bằng phương pháp hóa học ...............................................67 II. Khử mùi và vị ...........................................................................................68 III. Loại chất phóng xạ ..................................................................................68 Phần IV. Kết luận......................................................................................70 Tài liệu tham khảo .............................................................................................74 Phụ lục...............................................................................................................76 Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 9 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào PHẦN I: NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 10 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào I. Lý do chọn đề tài: Hiện nay, vấn đề ô nhiễm môi trường nói chung và ô nhiễm nguồn nước nói riêng đang là một thực trạng đáng lo ngại. Vấn đề xử lý nước và cung cấp nước sạch đang là một mối quan tâm lớn của nhiều quốc gia, nhiều tổ chức xã hội và chính bản thân của mỗi cộng đồng dân cư, nước ta cũng không ngoại lệ. Nhằm góp phần vào việc bảo vệ môi trường sống của con người, em đã chọn đề tài này. II. Mục đích nghiên cứu: _ Nhằm phát huy tính tích cực học tập của sinh viên. _ Tập cho sinh viên bước đầu làm quen với nghiên cứu khoa học. _ Viết phần tổng quan lí thuyết về thực trạng ô nhiễm môi trường, ô nhiễm nguồn nước và các phương pháp làm sạch nước. III. Đối tượng nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu của đề tài là các vấn đề ô nhiễm môi trường nói chung, ô nhiễm nguồn nước nói riêng và các phương pháp xử lý nước. IV. Nhiệm vụ nghiên cứu: Tìm và đọc những tài liệu có liên quan đến đề tài, sau đó tổng hợp và trình bày một cách cô đọng, tương đối đầy đủ về thực trạng ô nhiễm môi trường, ô nhiễm nguồn nước và các phương pháp xử lý nước hiện nay. V. Phương pháp nghiên cứu: Sử dụng các phương pháp nghiên cứu lý thuyết như: phân tích, tổng hợp lý thuyết, phân loại, hệ thống hoá lý thuyết,... Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 11 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào PHẦN II: TỔNG QUAN Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 12 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào GIỚI THIỆU THÔNG SỐ ĐÁNH GIÁ SỰ Ô NHIỄM CỦA NƯỚC THẢI: • Giá trị pH của nước. • Hàm lượng chất rắn lơ lửng ở dạng huyền phù (Suspended Solid – SS): là phần chất rắn không tan bị giữ lại trên giấy lọc tiêu chuẩn. Đơn vị đo: mg/l. • Màu: thường được xác định bằng phương pháp so màu với các dung dịch chuẩn là clorophantinat coban. Đơn vị: Pt – Co. • Tổng cacbon hữu cơ (Total Organic Carbon – TOC): là chỉ số phản ánh lượng cacbon hữu cơ tổng cộng có trong một mẫu vật, được tính bằng tỉ lệ giữa khối lượng cacbon so với khối lượng hợp chất hữu cơ. Đơn vị: mg/l. • Nhu cầu oxy tổng cộng (Total Oxygen Demand – TOD): là chỉ số phản ánh lượng oxy tổng cộng cần thiết để oxy hoá các chất hữu cơ và vô cơ có trong nước thải. Đơn vị: mg/l. • Nhu cầu oxy sinh hoá (Biochemical Oxygen Demand – BOD) là chỉ số phản ánh lượng oxy cần thiết để oxy hoá các hợp chất hữu có trong mẫu nước nhờ hoạt động sống của vi sinh vật. BOD thể hiện được lượng chất hữu cơ dễ bị phân huỷ có trong nước mẫu. Đơn vị: mg/l. • Nhu cầu oxy hoá học (Chemical Oxygen Demand – COD): là chỉ số phản ánh lượng oxy cần thiết để oxy hoá các chất có nhu cầu về oxy trong nứơc mẫu. Giá trị COD thể hiện toàn bộ các chất hữu cơ có thể bị oxy hoá bằng tác nhân hoá học và luôn cao hơn giá trị BOD. Đơn vị: mg/l. • Hàm lượng các kim loại và kim loại nặng: asen, cadimi, chì, niken, crom, sắt, kẽm, mângn, thuỷ ngân, thiếc,... Đon vị: mg/l. • Hàm lượng dầu mỡ khoáng, dầu động thực vật. Đon vị: mg/l. • Photpho tổng số, photpho hữu cơ. Đơn vị: mg/l. • Tổng nitơ, amoniac theo nitơ. Đơn vị: mg/l. • Hàm lượng florua, clorua, sunfua. Đơn vị: mg/l. • Hàm lượng phenol, xianua. Đơn vị: mg/l. Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 13 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào • Coliform: là chỉ số cho biết số lượng các vi khuẩn gây bệnh đường ruột trong mẫu nước. Đơn vị: MPN/100ml. Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 14 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào A. Tình hình ô nhiễm và các vấn đề môi trường trên thế giới và ở Việt Nam: I. Tình trạng môi trường thế giới: Vài thập niên gần đây, khủng hoảng môi trường trầm trọng hơn. Sự phá hoại sinh thái gia tăng, hố ngăn cách giàu nghèo càng rộng thêm và trẻ em trở thành những nạn nhân đầu tiên của sự quản lí kém cỏi về môi trường. Theo một báo cáo quan trọng hàng đầu của Liên Hiệp Quốc về môi trường ( UNEP ), sự ô nhiễm không khí và nước biên giới tiếp tục gia tăng, theo đó sự phá rừng mở rộng diện tích sa mạc, sự giảm sức sản xuất nông nghiệp, tỉ lệ gia tăng dân số quá nhanh trong lịch sử nhân loại. Sự tàn phá đó đã dẫn đến tầm vóc hành tinh và bao gồm sự giảm tầng ozone, sự thay đổi khí hậu và sự nóng lên toàn cầu, sự gia tăng chất thải độc hại và sự tuyệt chủng của hàng loạt sinh vật. Báo cáo của GEO-3 ( Báo cáo Viễn cảnh Môi trường Toàn cầu ) về tình trạng môi trường 1972-2002 có những kết luận sau: • Đất: Động lực chính tạo ra các áp lực đối với tài nguyên đất chính là sự gia tăng dân số toàn cầu. So với năm 1972, thế giới hiện nay có thêm khoảng 2,2 tỷ miệng ăn. Tại khu vực Châu Á – Thái Bình Dương, diện tích đất được canh tác đã tăng từ dưới 125 triệu ha năm 1972 lên tới hơn 175 triệu ha . Tưới tiêu quá nhiều hay quản lý kém đều có thể dẫn tới suy thoái đất do các tác động của mặn hóa. Hơn 10% - tương đương 25-30 triệu ha đất được tưới tiêu trên thế giới được xếp là đất bị thoái hóa nghiêm trọng . Xói mòn là nhân tố chính của quá trình thoái hóa đất. Khoảng 2 tỷ ha đất trên thế giới, lớn hơn cả nước Mỹ và Mexico cộng lại, được xem là thoái hóa do các hoạt động của con người . Một phần sáu diện tích đất này, khoảng 305 triệu ha được xếp là loại đất thoái hóa mạnh hoặc cực kỳ nghiêm trọng. Đất bị thoái hóa nghiêm trọng càng trở nên tồi tệ hơn do không thể khôi phục lại . Các dạng thoái hóa chính là xói mòn do nước (56%); xói mòn do gió (28%); thoái hóa hóa học (12%) và những tổn hại về mặt vật lý hoặc kết cấu (4%). Chăn thả quá mức cũng là nguyên nhân gây thoái hóa (35%); phá rừng (30% ); nông nghiệp (27%); hủy hoại thảm thực vật (7%) và các hoạt động công nghiệp (1%). Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 15 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào Điểm nổi bật trong 30 năm qua chính là sự phát triển của đô thị , diễn ra hầu hết ở các gia đình khu vực Đông Nam Á và các đảo Thái Bình Dương. • Nước sạch: Khoảng một nửa các sông trên thế giới bị cạn kiệt nghiêm trọng và bị ô nhiễm. 60% trong số 227 con sông lớn nhất thế giới bị chia cắt ở mức cao và trung bình do xây dựng các đập và các công trình kỹ thuật khác. Các lợi ích gồm tăng sản lượng lương thực và thủy điện. Song các thiệt hại không thể khôi phục lại xảy ra đối với các vùng đất ngập nước và các hệ sinh thái khác. Từ những năm thập kỷ 50, đã có 40-80 triệu người đã phải di dời. Một phần ba dân số thế giới – tương đương 2 tỷ người phụ thuộc vào các nguồn cung cấp nước ngầm. Ở một số nước như các vùng của Ấn Độ, Trung Quốc, Tây Á, gồm Bán đảo Arabia, Liên Xô cũ và phía Tây nước Mỹ, các mực nước ngầm hạ xuống là kết quả của sự khai thác quá mức nguồn nước này. Bơm hút quá mức có thể dẫn đến sự xâm nhập mặn ở các vùng ven biển. Ví dụ, nhiễm mặn đã lấn sâu vào đất liền hơn 10 km ở Madras - Ấn Độ - trong những năm gần đây. Gần 80 nước, chiếm tới 40% dân số thế giới đang trong tình trạng thiếu nước nghiêm trọng kể từ giữa thập kỷ 90. Có khoảng 1,1 tỷ người không có nước sạch an toàn và 2,4 tỷ người được hưởng các điều kiện vệ sinh đã được cải thiện, chủ yếu ở Châu Phi và Châu Á. Tuy nhiên, tỷ lệ người dân có được các nguồn cấp nước đã được cải thiện mới chỉ tăng từ 4,1 tỷ người , chiếm 79% dân số thế giới (năm 1990) đến 4,9 tỷ người, chiếm 82% dân số thế giới (năm 2000). Thiệt hại do các bệnh liên quan đến nước lại thật sự tăng nhanh. Hai tỷ người chịu rủi ro vì bệnh sốt rét, trong đó 100 triệu người có thể bị ảnh hưởng bất cứ lúc nào và hàng năm số người tử vong vì căn bệnh này là 2 triệu người. Ngoài ra, có khoảng 4 tỷ trường hợp khác bị mắc bệnh tiêu chảy và số tử vong hàng năm là 2,2 triệu người. Các bệnh lây nhiễm đường ruột do giun làm khổ sở 10% dân số ở các nước đang phát triển. Có tới 6 triệu người bị mù do bệnh đau mắt hột. Khoảng 200 triệu người khác bị ảnh hưởng do bệnh sán máng là nguyên nhân gây bệnh giun trong máu ở người. • Rừng và đa dạng sinh học: Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 16 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào Tổ chức nông lương thế giới (FAO) ước tính rừng che phủ một phần ba bề mặt Trái đất-3866 triệu ha giảm 2,4% kể từ năm 1990.Các mức giảm nhiều nhất là ở Châu Phi, nơi có 5,6 triệu ha hay 0,7% độ che phủ rừng đã bị mất trong các thập kỷ qua. Sản lượng gỗ toàn cầu đạt tới 3335 triệu m3, một nửa trong số này được dùng làm nhiên liệu, nhất là ở các nước đang phát triển. Các phương pháp khai thác gỗ thương mại thường mang tính phá hủy, ví dụ ở Tây Phi, 2m3 gỗ cây bị phá hủy để tạo ra 1m3 gỗ xẻ. Cuối năm 2000, 2% diện tích đã được cấp chứng nhận quản lý rừng bền vững theo các chuơng trình của Hội đồng Quản lý rừng. Hầu hết các diện tích rừng này ở Canađa, Phần Lan, Đức, Na Uy, Ba Lan, Thụy Điển và Mỹ. Các khu rừng ngập mặn, vùng lãnh hải, các bãi ương nuôi và cư trú của cá, các vùng trú đông của các loài chim di cư đang bị đe dọa bởi các tác động như khai thác quá mức gỗ và nhiên liệu, phát triển du lịch và phát triển ven bờ. Gần 50% việc phá hủy rừng ngập mặn hiện nay là do chặt phá rừng để phát triển các diện tích nuôi tôm. Suy giảm và chia cắt các nơi cư trú như rừng, đất ngập nuớc, các bãi lầy rừng ngập mặn đã làm tăng thêm các áp lực đối với đời sống hoang dã trên thế giới. 12% hay 1183 loài chim và gần ¼ hay 130 các loài động vật có vú hiện đang bị đe dọa ở qui mô toàn cầu. Trong các năm gần đây cùng với sự biến đổi khí hậu, sự xâm lấn của các loài ngoại lai từ một khu vực thế giới tràn sang các khu vực khác làm nảy sinh mối đe dọa đáng chú ý. Các loài ngoại lai thường không có các loài thiên địch tự nhiên ở các nơi cư trú mới và như vậy có thể chiếm lấy nguồn thức ăn và vùng sinh sản của các loài bản địa. Ước tính từ 1939, có 497 loài ngoại lai sống trong môi trường nước ngọt và môi trường biển đã xâm nhập vào môi trường thủy sản. Từ 1980-1998, số loài này ước tính tăng lên 2.214 loài. Tổng diện tích các khu bảo tồn, như vườn quốc gia đã tăng lên 2,78 triệu km2 từ 1970 đến 12,18 triệu ha vào năm 2000. Số lượng các khu vực bảo tồn tăng từ 3.392 đến 11.496 địa điểm trong cùng thời kỳ. Một cuộc khảo sát 93 khu bảo tồn cho thấy hầu hết các khu này đã rất thành công trong việc ngăn chặn khai hoang đất và không mở rộng phạm vi các vấn đề như khai thác gỗ, săn bắt, cháy rừng và chăn thả gia súc. Qui định ngừng săn bắt cá voi thương mại áp dụng từ giữa thập niên 1980 dường như đã mang lại thành công đáng kể. • Vùng duyên hải và biển: Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 17 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào Vào 1994, ước tính 37% dân số toàn cầu sẽ sống trong phạm vi 60 km gần bờ biển, nhiều hơn số dân trên hành tinh này năm 1950. Trên toàn cầu, nước cống rãnh là nguồn gây nhiễm bẩn, do khối lượng các dòng thải lớn nhất ở các nước đang phát triển tăng lên và là hậu quả của quá trình đô thị hóa diễn ra nhanh chóng, tăng dân số và thiếu qui hoạch, cũng như ít đầu tư vào hệ thống thoát nước và các trạm xử lý nước thải. Chương trình hành động toàn cầu của UNEP bảo vệ môi trường biển trước các hoạt động từ đất liền đã được khởi xướng năm 1995 và được tiếp tục thúc đẩy vào năm 2001. Giảm thiểu các dòng thải không được xử lý là một mục tiêu quan trọng . Tác động của kinh tế toàn cầu đối với ô nhiễm biển về mặt bệnh tật và sức khỏe con người đã tiêu tốn gần 13 tỷ đô la. Nước cống rãnh cùng với các dòng thải có chứa phân bón trong đất, phát thải từ ô tô và các động cơ khác đã làm giàu thêm nguồn dinh dưỡng nitơ ở các biển và đại dương. Từ 1991-1992, nông dân nuôi cá ở Hàn Quốc đã bị thiệt hại 133 triệu đô do sự bùng nổ của các loài tảo độc, hay còn gọi là thủy triều đỏ xuất hiện do môi trường quá giàu chất dinh dưỡng. Sử dụng phân bón ngày càng tăng ở các nước đang phát triển, còn ở các nước phát triển đã ổn định hơn. Các mối đe dọa khác đối với đại dương gồm biến đổi khí hậu, tràn dầu và các dòng thải có chứa các kim loại nặng, các chất ô nhiễm hữu cơ tồn lưu (POPs) và rác. Sự bồi lắng là hậu quả của các phát triển ven bờ, nông nghiệp và phá rừng đã trở thành các mối đe dọa lớn trên toàn cầu đối với các rạn san hô, đặc biệt ở Caribê, Ấn Độ Dương, Nam và Đông Nam Á. Ô nhiễm biển là mục tiêu chính của Chương trình biển Khu Vực UNEP, trong đó có sự ký kết hiệp định biển khu vực Đông Bắc Thái Bình Dương vào tháng 3/2002, là nơi bao phủ phần lớn môi trường biển của hành tinh. Các nước đã cùng nhau thông qua Hiệp ước Stockholm về 12 chất ô nhiễm hữu cơ tồn lưu vào đầu năm 2001. Gần một phần ba trữ lượng cá thế giới đang ở ngưỡng cửa cạn kiệt, do bị đánh bắt quá mức bởi được nhận sự trợ cấp khoảng 20 tỷ đô la mỗi năm. • Khí quyển: Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 18 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào Suy giảm tầng ozone, có tác dụng bảo vệ sự sống trước tia cực tím, đã đạt tới mức kỷ lục. Vào tháng 9/2000, lỗ thủng tầng ozone ở Nam Cực đã mở rộng hơn 28 triệu km2. Nghị định thư Montreal được thông qua năm 1987. Sản lượng chloroflurocarbons (CFCs), chất chính phá hủy tầng ozone, đạt đỉnh điểm vào năm 1988 và hiện nay được duy trì ở mức rất thấp. Hơn 1,1 tỷ đô la dành cho 114 nước đang phát triển dùng để loại bỏ các chất làm suy giảm tầng ozone. Vào năm 2000, tổng mức tiêu thụ các hóa chất này đã làm giảm 85%. Tầng ozone hy vọng sẽ phục hồi bằng các mức trước những năm 80 vào giữa thế kỷ 21. Các nồng độ cacbon dioxide ( CO2 ), khí chính gây nóng lên toàn cầu hiện duy trì ở mức cao hơn 30% so với 1750. Nồng độ các khí nhà kính khác như metan và halocacbon cũng tăng lên. Châu Á và Thái Bình Dương phát thải 2.167 triệu tấn CO2 vào năm 1998, tiếp theo là châu Âu: 1677 triệu tấn, Bắc Mỹ : 1614 triệu tấn, Mỹ Latin và Caribê: 365 triệu tấn, châu Phi: 223 triệu tấn, Tây Á: 187 triệu tấn. Năm 1997, các nước công nghiệp đã thông qua nghị định thư Kyoto, đòi hỏi các nước này phải giảm thiểu khí nhà kính thấp hơn 5% so với các mức năm 90 trong thời gian từ 2008-2012. Nghị định thư đồng thời kêu gọi các cơ chế linh hoạt cho phép các nước được bù lại các mức phát thải của mình bằng các hành động ở nước ngoài. Ví dụ, Cơ chế Phát Triển Sạch cho phép các nước trồng cây xanh và có các chương trình năng lượng xanh dự phòng ở các nước đang phát triển. Hội đồng Liên Chính phủ về Thay Đổi Khí Hậu ước tính các chi phí dành cho việc thực hiện Nghị định thư Kyoto ở các nước công nghiệp sẽ chiếm 1-2% GDP mỗi nước ( trang 34-36, [24]). II. Tình trạng môi trường Việt Nam: • Hiện trạng môi trường đô thị, công nghiệp: Năm 1990, Việt Nam mới có khoảng 500 đô thị lớn nhỏ, đến năm 2000 đã tăng tới 694 đô thị các loại, trong đó có 4 thành phố trực thuộc Trung ương, 20 thành phố trực thuộc tỉnh, 62 thị xã và 563 thị trấn. Dân số đô thị Việt Nam năm 1990 là khoảng 13 triệu người ( chiếm tỷ lệ 20% ), năm 1995 tỷ lệ dân số đô thị chiếm 20,75%, năm 2000 chiếm 25%, dự báo đến năm 2010 tỷ lệ dân số đô thị ở Việt Nam chiếm 33%, năm 2020 chiếm 45%. Sự phát triển các đô thị cùng với việc gia tăng tỷ lệ dân số đô thị gây áp lực rất lớn đến môi trường đô thị. Bên cạnh sự phát triển mạnh ngành công nghiệp một mặt góp phần rất lớn vào sự phát triển kinh tế nhưng lại gây ảnh hưởng môi trường nghiêm trọng. Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 19 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào Các loại ô nhiễm thường thấy tại các đô thị Việt Nam là ô nhiễm nguồn nước mặt, ô nhiễm bụi, ô nhiễm các khí sunfua, cacbonic, nitrit, ô nhiễm chì (Pb), chất thải rắn ( trong sinh hoạt, bệnh viện ). Giáo sư Lâm Minh Triết ( Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh ) trong buổi hội thảo “ Bảo vệ môi trường và phát triển bền vững ở Việt Nam “ đã nhấn mạnh nồng độ các chất ô nhiễm trong nước mặt thường rất cao như là chất rắn lơ lửng, nhu cầu oxy sinh hóa, nhu cầu oxy hóa học, nitơrit, nitơrat…gấp từ 2-5 lần, thậm chí tới 10-20 lần trị số tiêu chuẩn đối với nguồn nước mặt loại B, chỉ số E Coli vượt tiêu chuẩn cho phép hàng trăm lần. Ngoài các chất ô nhiễm hữu cơ trên, môi trường nước mặt đô thị ở một số nơi còn bị ô nhiễm kim loại nặng và chất độc hại như chì, thủy ngân, asen, clo, phenol,… Ở hầu hết các đô thị ô nhiễm bụi, nhiều nơi bị ô nhiễm ở mức trầm trọng. Các nơi bị ô nhiễm nặng nhất là khu dân cư gần nhà máy xi măng Hải Phòng, nhà máy Vicasa Biên Hòa, khu công nghiệp Tân Bình, nhà máy tuyển than Hòn Gai,…Ở một số khu dân cư gần các khu công nghiệp nồng độ khí sunfua vượt chỉ số tiêu chuẩn cho phép nhiều lần ( khu dân cư gần nhà máy xi măng Hải Phòng nồng độ khí sunfua trung bình ngày là 0,407 mg/m3 gấp 1,4 lần tiêu chuẩn cho phép, cụm công nghiệp Tân Bình nồng độ khí sunfua trung bình ngày là 0,338 mg/m3 gấp 1,1 lần tiêu chuẩn cho phép ). “Tính lượng trung bình chất thải rắn sinh hoạt thải ra ở các thành phố lớn ( Hà Nội, Hải Phòng, Đà Nẵng, thành phố Hồ Chí Minh ) từ 0,6-0,8 kg/người/ngày, chất thải rắn trong bệnh viện ( cơ sở y tế ) được thải ra ước tính từ 50-70 tấn/ngày. Chất thải rắn này ảnh hưởng rất lớn đến môi trường đô thị…”-GS. Lâm Minh Triết nói. Hiện nay khả năng thu gom chất thải rắn còn rất thấp so với yêu cầu đặt ra. Tại nhiều xã tỷ lệ thu gom chất thải rắn trung bình chỉ đạt 20-40%. Biện pháp thu gom chất thải rắn hiện nay là chôn lấp ( nhưng chưa có bãi chôn lấp nào đạt tiêu chuẩn kỹ thuật vệ sinh môi trường ). Theo thống kê, Việt Nam đã có trên 800 cơ sở sản xuất công nghiệp với gần 70 khu chế xuất – khu công nghiệp tập trung. Đóng góp của công nghiệp vào GDP là rất lớn; tuy nhiên chúng ta phải chịu nhiều thiệt hại về môi trường do lĩnh vực công nghiệp gây ra. Hiện nay, khoảng 90% cơ sở sản xuất công nghiệp và phần lớn các khu công nghiệp chưa có trạm xử lý nước thải. Các ngành công nghiệp gây ô nhiễm môi trường, nặng nhất là công nghiệp nhiệt điện, công nghiệp sản xuất xi măng, vật liệu xây dựng, công nghiệp khai thác khoáng sản ( diễn đàn doanh nghiệp, số 50, ngày 20/6/2003, trang 13 ). • Hiện trạng môi trường nước ở nông thôn: Ô nhiễm nước ở nông thôn và khu vực sản xuất nông nghiệp cũng rất nghiêm trọng. Gần 76% số dân nước ta đang sinh sống ở nông thôn là nơi cơ sở hạ tầng còn lạc hậu, phần lớn các chất thải của con người và gia súc không được xử lý, thấm xuống đất hoặc bị rửa trôi, làm cho tình trạng ô nhiễm nguồn nước về mặt hữu cơ và vi sinh vật ngày càng cao. Nhiều nơi do nuôi trồng thủy sản ồ ạt, thiếu quy hoạch, không tuân theo quy trình kỹ thuật, đã gây ra nhiều Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 20 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào tác động tiêu cực tới môi trường nước. Lượng nước thải của các xí nghiệp chế biến thủy sản đông lạnh cũng rất lớn, từ vài chục ngàn đến vài trăm ngàn m3/năm. Môi trường nước ở nông thôn cũng đang bị ô nhiễm do việc sử dụng không đúng quy cách và không hợp lý các hóa chất nông nghiệp; thiếu các phương tiện vệ sinh và cơ sở hạ tầng phục vụ sinh hoạt nên số hộ ở nông thôn được dùng nước hợp vệ sinh mới chỉ đạt 30-40%, và chỉ có 28-30% số hộ có công trình vệ sinh đạt tiêu chuẩn ( trang 14, [23]). B.Tình trạng ô nhiễm nước trên thế giới và Việt Nam: I.Tình trạng ô nhiễm nước trên thế giới: Trong thập niên 60 của thế kỷ 20, ô nhiễm nước đang với nhịp độ đáng lo ngại. Tiến độ ô nhiễm phản ánh trung thực tiến bộ phát triển kỹ nghệ. Ta có thể kể ra: _ Ở Anh Quốc chẳng hạn: Đầu thế kỷ 19, nước sông Thames rất sạch. Nó trở thành ống cống lộ thiên vào giữa thế kỷ này. Các sông khác cũng có tình trạng tương tự trước khi người ta đưa ra các biện pháp xử lý và bảo vệ nghiêm ngặt. _ Nước Pháp rộng hơn, kỹ nghệ phân tán và nhiều sông lớn nhưng vấn đề cũng không khác bao nhiêu. Dân Paris còn uống nước sông Seine đến cuối thế kỷ 18. Từ đó vấn đề đổi khác: các sông lớn và nước ngầm nhiều nơi không còn dùng làm nước sinh hoạt được nữa, 5000 km sông của Pháp bị ô nhiễm mãn tính. Sông Rhin chảy qua vùng kỹ nghệ hóa mạnh, khu vực có hơn 40 triệu người, là nạn nhân của nhiều tai nạn thêm vào các nguồn ô nhiễm thường xuyên. _ Ở Hoa Kỳ, tình trạng thảm thương ở bờ phía đông cũng như nhiều vùng khác. Vùng Đại Hồ bị ô nhiễm nặng, trong đó hồ Erie, Ontario đặc biệt nghiêm trọng ( trang 111, [2]). II.Tình trạng ô nhiễm nước ở Việt Nam: II.1. Tình hình chung: _ Nước ta có một nền công nghiệp chưa phát triển mạnh, các khu công nghiệp và đô thị chưa đông lắm nhưng tình trạng ô nhiễm nước đã xảy ra ở nhiều nơi với mức độ nghiêm trọng khác nhau. _ Nông nghiệp là ngành sử dụng nhiều nước nhất, dùng nước tưới lúa và hoa màu, chủ yếu là ở đồng bằng Sông Cửu Long và sông Hồng. Việc sử dụng nông dược và phân bón hóa học ngày càng góp phần làm ô nhiễm môi trường nông thôn ( trang 111, [2]). Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 21 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào _ Công nghiệp là ngành làm ô nhiễm nước quan trọng, mỗi ngành có một loại nước thải khác nhau. Khu công nghiệp Thái Nguyên thải nước biến sông Cầu thành màu đen, mặt nước sủi bọt trên chiều dài hàng chục km. Khu công nghiệp Việt Trì xả mỗi ngày hàng ngàn m3 nước thải của nhà máy hóa chất, thuốc trừ sâu, giấy, dệt xuống sông Hồng làm cho nước bị ô nhiễm đáng kể ( trang 112, [2]). Tại thành phố Hồ Chí Minh, tình trạng ô nhiễm cũng đang ở mức báo động do nước thải sinh hoạt, nước thải của các ngành công nghiệp không qua xử lý hoặc xử lý rất sơ sài đang thải thẳng vào môi trường. Tuần báo An Ninh Thế Giới ra ngày 20-05-04, có phóng sự “ sông Đồng Nai đang bị khai tử ”của tác giả Thuận Thiên đã phản ánh: “mỗi ngày tại sông Đồng Nai có khoảng trên dưới một triệu m3 nước thải sinh hoạt và công nghiệp, mọi chất thải của thành phố Biên Hòa và 15 khu chế xuất, khu công nghiệp đều đổ về sông Đồng Nai. Môi trường sống trong nguồn nước và sức khỏe của trên dưới 15 triệu người dân thành phố Biên Hòa và thành phố Hồ Chí Minh đang hằng ngày phải đối mặt với hiểm họa khôn lường ”, cuối bài tác giả tự hỏi: “đến khi nào con sông Đồng Nai bị ô nhiễm tới mức không thể tự làm sạch được nữa”. Với lượng chất thải khá lớn từ các nhà máy, xí nghiệp, nước thải công nghiệp chiếm một lượng lớn trong tổng lượng nước thải hàng ngày ở thành phố Hồ Chí Minh, hơn nữa mức độ gây ô nhiễm của nước thải công nghiệp cao hơn rất nhiều so với nước thải sinh hoạt do chứa nhiều hóa chất độc hại và khó phân hủy ( trang 89, [3]). Do kinh phí còn hạn hẹp, điều kiện chưa cho phép nên hầu hết nước thải của các cơ sở sản xuất đều không qua khâu xử lý mà thải thẳng ra hệ thống kênh rạch, sông ngòi gây ô nhiễm trầm trọng cho các nguồn này (trang 89, [3]). Nước dùng sinh hoạt của dân cư ngày càng tăng nhanh do dân số và các đô thị. Nước cống từ nước thải sinh hoạt cộng với các cơ sở tiểu thủ công nghiệp trong dân cư là đặc trưng ô nhiễm của các đô thị nước ta ( trang 112, [2]). Bên cạnh đó, nước ngầm cũng bị ô nhiễm do nước sinh hoạt hay công nghiệp và nông nghiệp. Việc khai thác tràn lan nước ngầm làm cho hiện tượng nhiễm phèn, nhiễm mặn xảy ra ở những vùng ven biển sông Hồng, sông Thái Bình, sông Cửu Long, ven biển miền Trung,…( trang 112, [2]). II.2. Ở đồng bằng sông Cửu Long: Đồng bằng sông Cửu Long có khoảng 16 triệu dân, là vùng kinh tế trọng điểm nông nghiệp lớn nhất nước, có sông Cửu Long là nơi cung cấp nước sản xuất sinh hoạt chính cho vùng. Nhưng do tập quán canh tác, ăn ở đi lại trên sông nước, nhất là những năm gần đây công nghiệp các tỉnh phát triển, canh tác nông nghiệp dùng phân bón, thuốc trừ sâu ngày càng nhiều nên làm Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 22 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào ảnh hưởng nhất định đến môi trường nước mặt cũng như tầng ngầm. Từ đó, ảnh hưởng đến tài nguyên nước, ảnh hưởng đến nước sản xuất , sinh hoạt của nhân dân, nhất là trong mùa lũ, mùa khô ở các vùng sâu, vùng ven biển đồng bằng sông Cửu Long. Hiện nay, ở đồng bằng sông Cửu Long có 40-50% dân nông thôn có nước sạch sinh hoạt. Cấp nước sạch theo đường ống còn thấp, các trạm cấp nước với quy mô nhỏ và vừa ( từ 500-2000 m3/ngày đêm ) chủ yếu xây dựng ở thị trấn, thị tứ trung tâm huyện lỵ. Còn các trung tâm xã ấp mới xây dựng trạm cấp nước với quy mô nhỏ ( 100-300 m3/ngày đêm ). Từ đó, nước sạch cho dân vùng nông thôn và vệ sinh môi trường nông thôn đồng bằng sông Cửu Long hết sức bức xúc. II.3. Ở An Giang: + Nước mặt khu vực đô thị ( thành phố, thị xã, thị trấn ): Các chỉ tiêu ô nhiễm nổi bật ở khu đô thị năm 2001 bao gồm các chỉ tiêu: chất rắn lơ lửng và mật số vi sinh tổng coliforms. Nồng độ chất hữu cơ BOD5 trung bình 4 mg/l, xấp xỉ Tiêu Chuẩn Môi Trường, ô nhiễm nhẹ hơn năm 2000, SS trung bình 80 mg/l cao gấp 4 lần TCMT, amoniac trung bình 0,2 mg/l cao gấp 4 lần Tiêu Chuẩn Môi Trường và mật số vi sinh tổng coliforms trung bình 40x103 MPN/100ml, cao gấp 8 lần Tiêu Chuẩn Môi Trường . Các chỉ tiêu khác nằm trong giới hạn môi trường Việt Nam. So sánh khu vực đô thị và nông thôn trong năm 2001 chất lượng nước khu vực nông thôn ô nhiễm về chất hữu cơ cao hơn khu vực đô thị; các chỉ tiêu khác: sắt tổng cộng, chất rắn lơ lửng, amoniac mức độ ô nhiễm ở 2 khu vực trên tương đương nhau. + Một số nguyên nhân dẫn đến tình trạng ô nhiễm nước mặt: Chất lượng nước mặt năm 2001 có mức độ tương đương với năm 2000. Độ pH có tính kiềm yếu trong đoạn mùa khô, nguyên nhân có thể là trong thời gian qua nhiều kênh rạch đã tiếp tục được nạo vét, nước rửa phèn từ đất theo các kênh rạch đổ ra sông, làm độ pH nước sông rạch giảm. Vào mùa mưa, nước bị ô nhiễm về các chỉ tiêu lý hóa như: chất hữu cơ, sắt tổng cộng cao hơn mùa khô. Chỉ tiêu amoniac có mức độ tương đương mùa khô. Nguyên nhân, năm 2001 nước lũ lớn, mực nước xấp xỉ gần năm 2000, lũ lớn tràn khắp nơi, kéo các chất ô nhiễm từ trên mặt đất xuống các sông, kênh, rạch. Cho đến nay, hầu hết các nguồn nước thải công cộng như các cống thải đô thị ở các thành phố, thị trấn, thị xã và các chất thải công nghiệp vẫn thải trực tiếp ra sông, các chất thải nông nghiệp vẫn chưa được xử lý. + Hiện trạng nước thải và công nghiệp: Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 23 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào _ Nước thải từ các nhà máy sản xuất công nghiệp: Các nhà máy sản xuất gây ô nhiễm môi trường quan trọng tiếp tục được quan trắc, giám sát. Qua kết quả quan trắc có thể đánh giá như sau: Trong tỉnh năm 2001 có thêm ba đơn vị doanh nghiệp nhà nước đã xây dựng xong công trình xử lý nước thải, đó là Xí nghiệp đông lạnh số 7 ( thuộc công ty Angifish ), Xí nghiệp đông lạnh Bến Mỹ, Nhà máy chế biến khoai mì ( thuộc công ty Afiex ) nâng tổng số đơn vị đã xây dựng hệ thống xử lý nước thải là 8; trong đó 7 đơn vị thuộc doanh nghiệp nhà nước, 1 đơn vị thuộc doanh nghiệp tư nhân. Hầu hết chất lượng nước thải của các đơn vị này có các chỉ tiêu về môi trường nằm trong giới hạn Tiêu Chuẩn Môi Trường Việt Nam. Tuy nhiên, trong quá trình vận hành hệ thống xử lý nước thải, một số hệ thống chưa hoạt động ổn định, một số chỉ tiêu vẫn nằm ngoài tiêu chuẩn cho phép như trường hợp nhà máy chế biến khoai mì. Một số đơn vị như: Xí nghiệp đông lạnh 8, Xí nghiệp chế biến rau quả Antesco, nhà máy chế biến nước mắm Chánh Hương vẫn chưa xây dựng hệ thống xử lý nước thải, nước thải trực tiếp ra sông Hậu gây ô nhiễm nguồn nước ở mức độ xấp xỉ các năm trước. _ Nước thải khu vực đô thị: Nước thải khu vực đô thị thành phố Long Xuyên cũng như các đô thị, thị xã Châu Đốc có nồng độ chất ô nhiễm rất cao, đặc biệt là mật số vi sinh tổng coliforms, trung bình 2,7x106 MNP/100ml, nồng độ chất hữu cơ BOD5 trung bình vượt gấp hai lần Tiêu Chuẩn Môi Trường. Các phương án xử lý nước thải của thành phố Long Xuyên và thị xã Châu Đốc đã xây dựng xong từ năm 1998, nhưng đến nay vẫn chưa được xúc tiến. Tuy nhiên, trong năm 2001, một số hệ thống cống nội ô đã được nâng cấp, không bị ngập và phần nào hạn chế được ô nhiễm môi trường do cống bể, sứt. _ Đánh giá chung: Năm 2001, ô nhiễm môi trường từ hoạt động sản xuất công nghiệp lớn đã có chiều hướng giảm nhẹ hơn các năm trước. Các doanh nghiệp lớn, có nguồn thải gây ô nhiễm nghiêm trọng đã tích cực thực hiện các giải pháp bảo vệ môi trường, một số doanh nghiệp đã xây dựng xong hệ thống xử lý nước thải, một số khác cũng đã thiết kế hệ thống xử lý, dự kiến xây dựng trong năm 2002 như công ty Angifish sẽ xây dựng hệ thống xử lý nước thải Xí nghiệp đông lạnh 8 và nhà máy nước mắm Chánh Hương. + Hiện trạng chất lượng nước khu vực làng bè Châu Đốc: Để đánh giá chất lượng nước các khu vực làng bè Châu Đốc ( Vĩnh Mỹ, Vĩnh Ngươn ), Phú Tân ( Phú Hiệp ), An Phú ( Đa Phước ), Châu phú ( Mỹ Phú ), Chợ Mới ( thị trấn Chợ Mới ), thành phố Long Xuyên ( Mỹ Hòa Hưng ), Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 24 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào đồng thời thực hiện theo tinh thần công văn 952/CV-UB ngày 15/5/2000 của UBND tỉnh An Giang “ Giao cho Sở Khoa Học Công Nghệ & Môi Trường hàng tháng một lần đo đạc phân tích môi trường nước các khu vực neo đậu bè tập trung lớn, để có những khuyến cáo cho các ngành chức năng tham khảo và quản lý”. Trong năm, các khu vực làng bè đã được quan trắc 6 đợt, kết quả quan trắc cho thấy chất lượng nước ở các khu vực làng bè ở trên có diễn biến ô nhiễm chất hữu cơ, amoniac, chất rắn lơ lửng, sắt tổng cộng vào giai đoạn cuối năm gia tăng hơn so với các tháng đầu và giữa năm 2001. Mức độ ô nhiễm đã có khả năng ảnh hưởng chất lượng môi trường khu vực nuôi trồng thủy sản và chất lượng nước sinh hoạt, cụ thể như sau: Chỉ tiêu amoniac trung bình 0,4 mg/l, cao gấp 8 lần Tiêu Chuẩn Môi Trường Việt Nam quy định đối với chất lượng môi trường nước mặt. Nồng độ amoniac cao nhất tập trung vào các tháng mùa lũ ( tháng 9-12 ). Khu vực làng bè Chợ Mới, Mỹ Hòa hưng ( Long Xuyên ), Phú Hiệp ( Phú Tân ), Đa Phước ( An Phú ) mức độ ô nhiễm cao nhất vượt Tiêu Chuẩn Môi Trường trên 13-20 lần. Nồng độ amoniac cao trong giai đoạn này là do nước rửa trôi phân bón từ đồng ruộng và chất lượng nước sông ô nhiễm về amoniac hơn các giai đoạn lũ. Đây cũng có thể là lượng phân bón sử dụng cho đồng ruộng gia tăng. Mặt khác, hoạt động nuôi cá tập trung cũng góp phần làm nước bị ô nhiễm theo chỉ tiêu này ( [8]). Theo Thời Báo Kinh Tế Sài Gòn ra ngày 24/06/2004, có phóng sự “Sông Hậu “oằn gánh” ô nhiễm” của tác giả Hồ Hùng đã phản ánh: “...Thạc sĩ Kỷ Quang Vinh, Trưởng trạm Quan trắc môi trường thành phố Cần Thơ, bức xúc: “Chất lượng nước trên sông Hậu có dấu hiệu ô nhiễm nặng”. Kết quả giám sát gần đây nhất của trạm, từ các mẫu nước lấy từ sông Hậu, cho thấy: hàm lượng chất hữu cơ thông qua các chỉ số BOD5 và COD đều vượt tiêu chuẩn Việt Nam (10 mg/l) khoảng 1,2-2,5 lần, có khuynh hướng tăng nhanh so với các năm trước; nồng độ dưỡng chất (NO2 và NH3) vượt tiêu chuẩn Việt Nam(0,05 mg/l) 2-20 lần; số lượng vi sinh (Coliform)cũng vượt mức cho phép từ 1,5-9 lần,... Hiện nay, ở làng bè thị xã Châu Đốc có hơn 400 bè cá, tính chung trong tỉnh An Giang có hơn 3400 bè cá trải dài trên sông Hậu. Lượng chất thải từ hàng ngàn bè cá này thải ra cùng với các hộ gia đình sống ven sông rồi các khu công nghiệp,...làm cho tình trạng ô nhiễm trên sông Hậu thật sự đáng lo ngại. C. Phân loại nước ô nhiễm và tính chất của nó: I. Phân loại: Sự ô nhiễm nước là sự có mặt của một số chất ngoại lai trong môi trường nước tự nhiên dù chất đó có hại hay không. Khi vượt qua một ngưỡng nào đó thì chất đó sẽ trở nên độc hại đối với con người và sinh vật. Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 25 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào Sự ô nhiễm nước có nguồn gốc tự nhiên hay nhân tạo: _ Sự ô nhiễm nước có nguồn gốc tự nhiên: là do mưa. Nước mưa rơi xuống đất, mái nhà, đường phố đô thị, khu công nghiệp,…, kéo theo các chất thải bẩn xuống sông, hồ hoặc các sản phẩm của các hoạt động sống của sinh vật vi sinh vật kể cả xác chết của chúng. Sự ô nhiễm này còn gọi là sự ô nhiễm không xác định được nguồn gốc. _ Sự ô nhiễm nhân tạo: chủ yếu do nguồn nước thải từ các khu dân cư, khu công nghiệp, hoạt động giao thông vận tải, thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ và phân bón trong nông nghiệp ( trang 84, [10]). Nước thải là một tổ hợp phức tạp các thành phần vật chất có nguồn gốc vô cơ hay hữu cơ tồn tại dưới dạng không hòa tan, keo và hòa tan. Thành phần nồng độ chất bẩn tùy thuộc vào từng loại nước thải. Căn cứ vào nguồn gốc và tính chất của nguồn nước thải mà người ta phân loại như sau: + Nước thải sinh hoạt: Là nước thải ra từ các khu dân cư bao gồm nước sau khi sử dụng từ các hộ gia đình, bệnh viện, khách sạn, trường học, cơ quan, khu vui chơi giải trí. Đặc điểm của nước thải sinh hoạt là trong đó có hàm lượng lớn các chất hữu cơ dễ phân hủy ( hidrocacbon, protein, chất béo ), các chất vô cơ dinh dưỡng ( nitơ, photphat ), cùng với vi khuẩn ( bao gồm cả vi sinh vật gây bệnh ), trứng giun sán… Hàm lượng các chất gây ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt phụ thuộc vào điều kiện sống, chất lượng bữa ăn, lượng nước sử dụng, hệ thống tiếp nhận nước thải và đặc điểm nước thải của từng vùng dân cư ( trang 15-16, [15]). + Nước thải công nghiệp: Nước thải từ các xí nghiệp sản xuất công nghiệp, thủ công nghiệp, giao thông vận tải nói chung là nước thải công nghiệp. Nước thải loại này không có đặc điểm chung mà phụ thuộc vào các quy trình công nghệ của từng loại sản phẩm. Nước thải từ các cơ sở chế biến nông sản, thực phẩm và thủy sản ( đường, sữa, bột tôm cá, rượu, bia,…,) có nhiều chất hữu cơ dễ bị phân hủy; nước thải của các xí nghiệp làm acquy có nồng độ axit và chì cao,… Tóm lại, nước thải từ các ngành hoặc xí nghiệp khác nhau có thành phần hóa học và hóa sinh khác nhau ( trang 16, [15]). II. Tính chất: Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 26 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào Các tính chất đặc trưng của nước thải sinh hoạt, công nghiệp được tóm tắt trong các bảng sau: Bảng 1: Các tính chất vật lý, hóa học và sinh học đặc trưng của nước thải, và nguồn gốc của chúng ( trang 17, [15]): Tính chất Nguồn phát sinh _ Các tính chất vật lý: Màu Mùi Chất rắn Nhiệt độ Các chất thải sinh hoạt, công nghiệp, sự phân rã tự nhiên các chất hữu cơ. Sự thối rữa nước thải và các chất thải công nghiệp. Cấp nước cho sinh hoạt, các chất thải sinh hoạt và sản xuất, xói mòn đất, dòng thấm, chảy vào hệ thống cống. Các chất thải sinh hoạt và sản xuất. _Thành phần hóa học: + Nguồn gốc hữu cơ: Cacbonhidrat Mỡ, dầu, dầu nhờn Thuốc trừ sâu Phenol Protein Các chất hoạt động bề mặt Các chất khác + Nguồn gốc vô cơ: Độ kiềm Clorua Các chất thải sinh hoạt, thương mại và sản xuất. Các chất thải sinh hoạt, thương mại và sản xuất. Các chất thải nông nghiệp. Các chất thải nông nghiệp. Các chất thải sinh hoạt và thương mại. Các chất thải sinh hoạt và sản xuất. Phân rã tự nhiên các chất hữu cơ. Nước thải sinh hoạt, cấp nước sinh hoạt và sự thấm của nước ngầm. Cấp nước sinh hoạt, các chất thải sinh hoạt, sự thấm của nước ngầm, các chất làm mềm nước. Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 27 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào Các kim loại nặng Nitơ pH Phospho Lưu huỳnh Các hợp chất độc +Các khí: H2S CH4 O2 Các chất thải công nghiệp. Các chất thải sinh hoạt và công nghiệp. Các chất thải công nghiệp. Các chất thải sinh hoạt và công nghiệp. Cấp nước sinh hoạt, các chất thải sinh hoạt và công nghiệp. Các chất thải công nghiệp. Phân hủy các chất thải sinh hoạt. Phân hủy các chất thải sinh hoạt. Cấp nước sinh hoạt, sự thấm của nước bề mặt. Thành phần sinh học: Các động vật Thưc vật Sinh vật nguyên sinh, virut Các dòng nước hở và các nhà máy xử lý. Các dòng nước hở và các nhà máy xử lý. Các chất thải sinh hoạt và nhà máy xử lý các chất thải sinh hoạt. Bảng 2: Phân loại nước ô nhiễm dựa vào hàm lượng chất ô nhiễm ( trang 32, [13]) Mức độ ô nhiễm Các chất Nặng Trung bình Thấp Tổng chất rắn, mg/l _ Chất rắn hòa tan, mg/l _ Chất rắn không tan, mg/l Tổng chất rắn lơ lửng, mg/l 1000 700 300 600 500 350 150 350 200 120 8 120 Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 28 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào Chất rắn lắng, mg/l BOD5, mg/l Oxy hòa tan, mg/l Tổng nitơ, mg/l Nitơ hữu cơ, mg/l N-NH3, mg/l N-NO2-, mg/l N-NO3-, mg/l Clorua, mg/l Độ kiềm, mg CaCO3/l Chất béo, mg/l Tổng photpho (theo P), mg/l 12 300 0 85 35 50 0,1 0,4 175 200 40 _ 8 200 0 50 20 30 0,05 0,2 100 100 20 8 4 100 0 25 10 15 0 0,1 15 50 0 _ Nước thải sinh hoạt có thành phần với giá trị điển hình như sau: COD= 500 mg/l, BOD5= 250 mg/l, SS= 220 mg/l, Photpho= 8 mg/l, N-NH3 và N- hữu cơ= 40 mg/l, pH= 6,8, TS= 720 mg/l. Một tính chất đặc trưng của nước thải sinh hoạt là không phải tất cả các chất hữu cơ đều có thể bị phân hủy bởi các vi sinh vật và khoảng 20-40% BOD thoát ra khỏi quá trình xử lý sinh học cùng với bùn. Bảng 3: Thành phần nước thải của một số ngành công nghiệp ( trang 18, [15]) Ngành công nghiệp Chất ô nhiễm trong nước thải Nồng độ (mg/l) Chế biến sữa Tổng chất rắn Chất rắn lơ lửng N - hữu cơ Natri 4516 560 732 807 Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 29 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào Canxi Kali Photpho BOD5 112 116 59 1890 Lò mổ _ Trâu, bò _ Mổ lợn _ Hỗn hợp Chất rắn lơ lửng N- hữu cơ BOD5 Chất rắn lơ lửng N- hữu cơ BOD5 Chất rắn lơ lửng N- hữu cơ BOD5 820 154 996 717 122 104,5 929 324 2240 Thuộc da Tổng chất rắn tan BOD5 NaCl Tổng độ cứng Sunfua Protein Crom 6000-8000 900 3000 1600 120 1008 30-70 Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 30 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào PHẦN III: CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC Ô NHIỄM Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 31 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào Trong thành phần nước ô nhiễm có chứa nhiều loại tạp chất nhiễm bẩn có tính chất khác nhau: từ các loại chất không tan, đến các chất ít tan và những hợp chất tan trong nước. Xử lý nước ô nhiễm là loại bỏ các tạp chất đó, làm sạch nước và có thể đưa nước đổ vào nguồn hoặc đưa vào tái sử dụng. Để đạt được những mục đích đó chúng ta thường dựa vào đặc điểm của từng loại tạp chất để lựa chọn phương pháp xử lý thích hợp ( trang 93, [15]). Thông thường có các phương pháp xử lý sau: _ Xử lý bằng phương pháp sinh học. _ Xử lý bằng phương pháp hóa lý. _ Xử lý bằng phương pháp hóa học. I. Các phương pháp sinh học: Thực chất của biện pháp sinh học để xử lý nước thải là sử dụng khả năng sống và hoạt động của vi sinh vật để phân hủy các chất bền hữu cơ trong nước thải. Chúng sử dụng các hợp chất hữu cơ và một số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng. Trong quá trình dinh dưỡng, chúng nhận được các chất làm vật liệu để xây dựng tế bào, sinh trưởng và sinh sản nên sinh khối được tăng lên. Phương pháp này thường được sử dụng để làm sạch các loại có chứa các chất hữu cơ hòa tan hoặc các chất phân tán nhỏ, keo. Do vậy, chúng thường được dùng sau khi loại các tạp chất phân tán thô ra khỏi nước thải. Đối với các chất hữu cơ có trong nước thải thì phương pháp này dùng để khử các hợp chất sunfit, muối amoni nitrat - tức là các chất chưa bị oxy hóa hoàn toàn. Sản phẩm cuối cùng của quá trình phân hủy sinh hóa các chất bẩn sẽ là CO2, H2O, N2, SO42-,…Các nghiên cứu cho thấy vi sinh vật có thể phân hủy tất cả các chất hữu cơ có trong thiên nhiên và rất nhiều chất hữu cơ tổng hợp nhân tạo ( trang 38-39, [3]). Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học gồm các phương pháp sau: _ Phương pháp hiếu khí. _ Phương pháp kỵ khí. _ Phương pháp thiếu khí. Tùy điều kiện cụ thể như địa hình, tính chất và khối lượng nước thải, khí hậu, mặt bằng nơi cần xử lý, kinh phí cho phép với công nghệ thích hợp, người ta sẽ chọn một trong những phương pháp trên hay kết hợp với nhau ( trang 80, [11]). Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 32 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào Các phương pháp này có những ưu điểm sau: _ Có thể xử lý nước thải có phổ nhiễm bẩn các chất hữu cơ tương đối rộng. _ Hệ thống có thể tự điều chỉnh theo phổ các chất nhiễm bẩn và nồng độ của chúng. _ Thiết kế và trang thiết bị đơn giản. Đồng thời chúng cũng có những nhược điểm sau: _ Đầu tư cơ bản cho việc xây dựng khá tốn kém. _ Phải có chế độ công nghệ làm sạch đồng bộ và hoàn chỉnh. _ Các chất hữu cơ khó phân hủy cũng như các chất vô cơ có độc tính ảnh hưởng đến thời gian và hiệu quả làm sạch. Các chất có độc tính tác động đến quần thể sinh vật nói chung và trong bùn hoạt tính làm giảm hiệu suất xử lý của quá trình. _ Có thể phải làm loãng nước thải có nồng độ chất bẩn cao, như vậy sẽ làm tăng lượng nước thải và cần diện tích mặt bằng rộng. Tuy vậy, các phương pháp sinh học vẫn được dùng phổ biến rộng rãi và tỏ ra rất thích hợp cho quá trình làm sạch nước thải chứa các chất hữu cơ dễ phân hủy ( trang 298-299, [1]). I.1. Các phương pháp hiếu khí: a. Nguyên tắc: Phương pháp hiếu khí dùng để loại các chất hữu cơ dễ bị vi sinh phân hủy ra khỏi nguồn nước. Các chất này được các loại vi sinh hiếu khí oxy hóa bằng oxy hòa tan trong nước. Chất hữu cơ + O2 vi sinh vật H2O + CO2 + Năng lượng. Chất hữu cơ + O2 vi sinh vật Tế bào mới. Tế bào mới + O2 vi sinh vật H2O + CO2 + NH3. Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 33 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào Tổng cộng: Chất hữu cơ + O2 H2O + CO2 + NH3 + … Trong phương pháp hiếu khí amoniac cũng được loại bỏ bằng oxy hóa nhờ vi sinh tự dưỡng ( quá trình nitrit hóa ). 2 NH4+ + 3 O2 Nitrosomonas 2 NO2- + 4 H+ + 2 H2O + Năng lượng. 2 NO2- + O2 Nitrobacter 2 NO3- Tổng cộng: NH4+ + 2 O2 Vi sinh NO3- + 2 H+ + H2O + Năng lượng. ( giảm pH ) Điều kiện thích hợp cho quá trình là: pH= 5,5 - 9,0, oxy hòa tan lớn hơn hoặc bằng 0,5 mg/l, nhiệt độ 5-400C. b. Kỹ thuật xử lý nước thải theo phương pháp hiếu khí: ¾ Kỹ thuật bùn hoạt tính: Đây là kỹ thuật được sử dụng rộng rãi để xử lý nước thải đô thị và công nghiệp. Theo cách này, nước thải được đưa ra bộ phận chắn rác, loại rác, chất rắn được lắng, bùn được tiêu hủy và làm khô. Một dạng cải tiến của phương pháp bùn hoạt tính là phương pháp “thông khí tăng cường” gần đây được sử dụng tại nhiều nước phát triển dưới tên gọi là “mương oxy hóa”. Trong hệ thống này có thể bỏ qua các giai đọan lắng bước một và tiêu hủy bùn. Tuy nhiên quá trình này lại cần biện pháp thông khí kéo dài với cường độ cao hơn. ¾ Ao ổn định nước thải: Phương pháp xử lý sinh học đơn giản nhất là kỹ thuật “ổn định nước thải”. Đó là một loại ao chứa nước trong nhiều ngày phụ thuộc vào nhiệt Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 34 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào độ, oxy được tạo ra qua hoạt động tự nhiên của tảo trong ao. Cơ chế xử lý trong ao ổn định chất thải bao gồm cả hai quá trình hiếu khí và kị khí. _ Ao ổn định chất thải hiếu khí: là loại ao cạn cỡ 0,3-0,5m được thiết kế sao cho ánh sáng mặt trời thâm nhập vào lớp nước nhiều nhất làm phát triển tảo do hoạt động quang hợp để tạo oxy. Điều kiện không khí bảo đảm từ mặt ao đến đáy ao. _ Ao ổn định chất thải kỵ khí: là loại ao sâu không cần oxy hòa tan cho hoạt động vi sinh. Ở đây các loại vi sinh kỵ khí và vi sinh tùy nghi dùng oxy từ các hợp chất như nitrat, sunfat để oxy hóa chất hữu cơ thành mêtan và CO2. Như vậy các ao này có khả năng tiếp nhận khối lượng lớn chất hữu cơ và không cần quá trình quang hợp tảo. Ao ổn định chất thải tùy nghi là loại ao hoạt động theo cả quá trình kỵ khí và hiếu khí. Ao thường sâu từ 1-2m, thích hợp cho việc phát triển tảo và các vi sinh tùy nghi. Ban ngày khi có ánh sáng, quá trình xảy ra trong ao là hiếu khí. Ban đêm ở lớp đáy ao quá trình chính là kỵ khí. Ao ổn định chất thải tùy nghi thường được sử dụng nhiều hơn hai loại trên. Ngoài ba loại ao trên, theo phương pháp “ ao ổn định chất thải ” người ta còn kết hợp với các loại ao nuôi cá, ao thủy thực vật ( ao rau muống, lục bình ). Để tăng cường hiệu quả xử lý nước thải, ta nên kết nối các loại ao với nhau. I.2. Các phương pháp thiếu khí ( anoxic ): Trong điều kiện thiếu oxy hòa tan việc khử nitrit hóa sẽ xảy ra. Oxy được giải phóng từ nitrat sẽ oxy hóa chất hữu cơ và nitơ sẽ được tạo thành. NO3- vi sinh NO2- + O2 O2 Chất hữu cơ N2 + CO2 + H2O Trong hệ thống xử lý theo kỹ thuật bùn hoạt tính sự khử nitrit hóa sẽ xảy ra khi không tiếp tục thông khí. Khi đó oxy cần cho hoạt động của vi sinh giảm dần và việc giải phóng oxy từ nitrit sẽ xảy ra. Theo nguyên tắc trên, phương pháp thiếu khí ( khử nitrit hóa ) được sử dụng để loại nitơ ra khỏi nước thải. I.3. Các phương pháp kỵ khí: Phương pháp xử lý kỵ khí dùng để loại bỏ các chất hữu cơ có trong phần cặn của nước thải bằng vi sinh vật tùy nghi và vi sinh vật kỵ khí. Hai cách xử lý yếm khí thông dụng là: Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 35 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào _ Lên men acid thủy phân và chuyển hóa các sản phẩm thủy phân ( như acid béo, đường ) thành các acid và rượu mạch ngắn hơn và cuối cùng thành khí cacbonic. _ Lên men metan: Phân hủy các chất hữu cơ thành metan ( CH4 ) và khí cacbonic ( CO2 ). Việc lên men metan nhạy cảm với sự thay đổi pH, pH tối ưu cho quá trình từ 6,8-7,4. Thí dụ về phản ứng metan hóa: CH3COOH Methanosarcina CH4 + CO2 2 CH2(CH2)COOH M.Suboxydans CH4 + 2CH3COOH +C2H5COOH + CO2 + 2 H2O + CO2 Các phương pháp kỵ khí thường được dùng để xử lý nước thải công nghiệp và chất thải từ chuồng trại chăn nuôi ( trang 80-84, [11]). II. Các phương pháp hóa lý: Làm sạch sinh học chỉ được ứng dụng trong trường hợp cần loại ra khỏi nước các chất hữu cơ, nếu các chất bẩn có nguồn gốc vô cơ thì phương pháp này không phù hợp. Các phương pháp hóa lý được ứng dụng để xử lý nước thải gồm lọc, đông tụ và keo tụ, tuyển nổi, hấp phụ, trao đổi ion, thẩm thấu ngược, siêu lọc, thẩm tách và điện thẩm tách,…Các phương pháp này được ứng dụng để loại ra khỏi nước thải các hạt phân tán lơ lửng ( rắn và lỏng ), các khí tan những chất vô cơ và hữu cơ hòa tan. Việc ứng dụng các phương pháp hóa lý để xử lý nước thải có những ưu điểm sau: _ Có khả năng loại các chất độc hữu cơ không bị oxy hóa sinh học; _ Hiệu quả xử lý cao hơn; _ Kích thước hệ thống xử lý nhỏ hơn; _ Độ nhạy đối với sự thay đổi tải trọng thấp hơn; _ Có thể tự động hóa hoàn toàn; _ Không cần theo dõi hoạt động của sinh vật; _ Có thể thu hồi các chất khác nhau. II.1. Lọc qua song chắn rác ( xử lý sơ bộ ): Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 36 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào Đối tượng xử lý là rác thải loại lớn ( như: giẻ, rác, vỏ đồ hộp, các mẫu đá, gỗ và các vật thải khác ), chúng thường được tách ra để khỏi gây tắc nghẽn đường ống. Người ta dùng lưới làm bằng các thanh kim loại được đặt nghiêng một góc 60÷750. Rác thải được lấy ra bằng cào cơ giới. Đối với rác có kích cỡ nhỏ hơn người ta có thể dùng rây ( trang 29, [3]). Đây là hình thức xử lý sơ bộ. Mục đích của quá trình là loại tất cả các tạp vật có thể gây ra sự cố trong quá trình vận hành hệ thống xử lý nước thải như làm tắc bơm, đường ống hoặc kênh dẫn. Đây là bước quan trọng đảm bảo an toàn và điều kiện làm việc thuận lợi cho cả hệ thống xử lý nước tự nhiên lẫn nước thải ( trang 74, [13]). II.2. Lắng tụ: Được dùng để lắng các tạp chất tan thô ra khỏi nước thải ( sinh hoạt và công nghiệp ). Lắng tụ diễn ra dưới tác dụng của trọng lực. Để lắng người ta sử dụng bể lắng cát, bể lắng và bể lắng trong. • Bể lắng cát: Được dùng để loại sơ bộ chất bẩn khoáng và hữu cơ ( 0,2- 0,25mm ) ra khỏi nước thải. Bể lắng cát ngang là hồ chứa có tiết diện ngang là tam giác hoặc hình thang. Chiều sâu bể lắng cát 0,25-1m. Vận tốc chuyển động của nước không quá 0,3m/s. Bể lắng cát dọc có dạng hình chữ nhật, tròn, trong đó nước chuyển động theo dòng từ dưới lên với vận tốc 0,05m/s. • Bể lắng ngang: Bể lắng ngang là bể hồ chứa hình chữ nhật, có hai hay nhiều ngăn hoạt động đồng thời. Nước chuyển động từ đầu này đến đầu kia của bể. Chiều sâu của bể lắng H=1,5-4 m, chiều dài L=( 8-12 )xH, chiều rộng B=3-6 m. Bể lắng ngang được ứng dụng khi lưu lượng nước thải lớn hơn 15000m3/ngày đêm. Hiệu quả bể lắng 60%. • Bể lắng đứng: Bể lắng đứng là bể chứa hình trụ ( hoặc tiết diện vuông ) có đáy chóp. Nước thải được cho vào theo ống trung tâm. Sau đó nước chảy từ dưới lên trên vào các rãnh chảy tràn. Như vậy, quá trình lắng cặn diễn ra trong dòng đi lên, vận tốc nước là 0,5-0,6m/s. Chiều cao vùng lắng 4-5m. • Bể lắng hướng tâm: Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 37 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào Bể lắng hướng tâm là bể lắng tròn. Nước trong đó chuyển động từ tâm ra vành đai. Vận tốc nước nhỏ nhất là ở vành đai. Loại bể lắng này được ứng dụng cho lưu lượng nước thải lớn hơn 20.000m3/ngày đêm. • Bể lắng dạng bảng: Ở bên trong bể lắng dạng bảng có các bản đặt nghiêng và song song với nhau. Nước chuyển động giữa các bản, còn cặn trượt xuống vào bình chứa. • Bể lắng trong: Bể lắng được sử dụng để làm sạch tự nhiên và để làm trong nước thải công nghiệp. Người ta thường sử dụng bể lắng trong với lớp cặn lơ lửng trong đó người ta cho nước với chất đông tụ đi qua đó ( trang 87-89, [11]). II.3. Lọc: Lọc được dùng để xử lý nước thải, để tách các loại tạp chất nhỏ ra khỏi nước thải mà bể lắng không lắng được. Trong các loại phin lọc thường có các loại phin lọc dùng vật liệu lọc dạng tấm hoặc dạng hạt. Vật liệu dạng tấm có thể làm bằng tấm thép có đục lỗ hoặc lưới bằng thép không gỉ, nhôm, niken, đồng, thau,… và cả các loại vải khác nhau ( thủy tinh, amiăng, bông, len, sợi tổng hợp ). Tấm lọc cần có trở lực nhỏ, đủ bền và dẻo cơ học, không bị trương nở và bị phá hủy ở điều kiện lọc ( trang 95, [15]). Vật liệu lọc dạng hạt là cát thạch anh, than cốc, sỏi, đá nghiền thậm chí cả than gỗ ( trang 95, [15]). Đặc tính quan trọng của lớp hạt lọc là độ xốp và bề mặt riêng. Quá trình lọc có thể xảy ra dưới tác dụng của áp suất của cột chất lỏng hay áp suất cao trước vách vật liệu lọc hoặc chân không sau lớp lọc. Các phin lọc làm việc sẽ tách các phần tử tạp chất phân tán hoặc lơ lửng khó lắng khỏi nước. Các phin lọc làm việc không hoàn toàn dựa vào nguyên lí cơ học. Khi nước qua lớp lọc dù ít hay nhiều cũng tạo ra lớp màng trên mặt các hạt vật liệu lọc, màng này là màng sinh học. Do vậy, ngoài tác dụng tách các phần tử tạp chất phân tán ra khỏi nước, các màng sinh học cũng biến đổi các chất hòa tan trong nước thải nhờ quần thể các vi sinh vật có trong màng sinh học. Chất bẩn và màng sinh học sẽ bám vào bề mặt vật liệu lọc dần dần bít các khe hở của lớp lọc làm cho dòng chảy bị chậm lại hoặc ngưng chảy. Do đó, trong quá trình làm việc, người ta phải rửa phin lọc, lấy bớt màng bẩn phía trên, và cho nước thải đi từ dưới lên trên để tách màng bẩn ra khỏi vật liệu lọc ( trang 96-97, [15]). Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 38 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào II.4. Đông tụ và keo tụ: a. Đông tụ: Hỗn hợp phân tán nhỏ được loại ra khỏi nước bằng phương pháp đông tụ. Đông tụ là phương pháp xử lý nước bằng tác chất nhằm hình thành các phân tử lớn từ các phân tử nhỏ. Phần tử các chất đục mang điện tích âm. Việc loại các chất này nhờ các chất đông tụ là tạo thành muối từ các chất kiềm và axit yếu. Chất đông tụ trong nước tạo thành các bông hydroxit kim loại, lắng nhanh trong trường trọng lực. Các bông này có khả năng hút các hạt keo và hạt lơ lửng kết hợp với chúng. Các chất này tham gia vào phản ứng trao đổi với ion nước và hình thành các tạp chất có phối trí phức tạp ( trang 51, [11]). Quá trình thủy phân các chất đông tụ và tạo thành các bông keo xảy ra theo các giai đoạn sau: Me3+ + HOH ↔ Me(OH)2+ + H+ Me(OH)2+ + HOH ↔ Me(OH)2+ + H+ Me(OH)2+ + HOH ↔ Me(OH)3 + H+ ⇒ Me3+ + 3HOH ↔ Me(OH)3 + 3H+ ( trang 120, [13]). Các chất đông tụ thường dùng trong mục đích này là các muối nhôm hoặc muối sắt hoặc hỗn hợp của chúng. Đây là hai loại hóa chất rất thông dụng trong xử lý nước cấp nhất là xử lý nước sinh hoạt ( trang 138, [20]). Các muối nhôm gồm có: Al2(SO4)3.18 H2O, NH4Al(SO4)2.12 H2O, NaAlO2. Al2(OH)5Cl, KAl(SO4)2.12 H2O, Trong đó được sử dụng rộng rãi nhất là Al2(SO4)3 vì Al2(SO4)3 hòa tan tốt trong nước, chi phí thấp, hoạt động có hiệu quả cao trong khoảng pH= 5÷7,5 ( trang 121, [13] ). _ Trong phần lớn các trường hợp, người ta dùng hỗn hợp NaAlO2 và Al2(SO4)3 theo tỉ lệ ( 10:1 )÷( 20:1 ). Phản ứng xảy ra như sau: 6NaAlO2 + Al2(SO4)3 + 12 H2O ↔ 8 Al(OH)3 ↓ + 3 Na2SO4 Việc sử dụng hỗn hợp này cho phép tăng hiệu quả của quá trình làm trong nước, tăng khối lượng và tốc độ lắng của các bông keo tụ, mở rộng khoảng pH tối ưu của môi trường. Al2(OH)5Cl có độ axit thấp dùng làm sạch nước có độ kiềm yếu nhờ phản ứng: Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 39 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào Al2(OH)5Cl + Ca(HCO3)2 → 4 Al(OH)3↓ +CaCl2 + 2CO2↑ Các muối sắt Fe2(SO4)3. 2 H2O, Fe2(SO4)3. 3 H2O, FeSO4. 7 H2O và FeCl3 cũng thường được dùng làm chất đông tụ ( trang 121, [13]). Dùng FeCl3 để loại photphat: FeCl3 + 6 H2O + PO43- → FePO4 + 3 Cl- + 6 H2O Tạo bông keo qua phản ứng: FeCl3 + 6 H2O → Fe(OH)3↓ + 3 HCl Fe2(SO4)3 + 6 H2O → 2 Fe(OH)3↓ + 3 H2SO4 Các muối sắt thường được dùng làm chất đông tụ vì có nhiều ưu điểm hơn so với các muối nhôm do: _ Tác dụng tốt hơn ở nhiệt độ thấp. _ Có khoảng giá trị pH tối ưu của môi trường rộng hơn. _ Độ bền lớn và kích thước bông keo có khoảng giới hạn rộng của thành phần muối. _ Có thể khử được mùi vị khi có H2S. Nhưng các muối sắt có nhược điểm là chúng tạo thành các phức hòa tan nhuộm màu qua phản ứng của các cation sắt với một số chất hữu cơ ( trang 285, [13] ). Trong quá trình tạo bông keo của hiđroxit nhôm hoặc sắt, người ta thường thêm các chất trợ đông như: tinh bột, các ete, xenlulozơ,…, với liều lượng 1-5mg/l, hay chất trợ đông tụ tổng hợp nhất là polyarylamit nhằm giảm liều lượng chất đông tụ, giảm thời gian đông tụ và nâng cao tốc độ lắng của các bông keo ( trang100, [15]). b. Keo tụ: Keo tụ là quá trình kết hợp các hạt lơ lửng khi cho các hợp chất cao phân tử vào nước. Khác với quá trình đông tụ, khi keo tụ sự kết hợp diễn ra không chỉ do tiếp xúc trực tiếp mà còn do tương tác lẫn nhau giữa các phân tử chất keo tụ bị hấp phụ trên các hạt lơ lửng. c. Keo tụ điện hóa: Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 40 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào Keo tụ không có tác chất hay keo tụ điện hóa diễn ra bằng cách dẫn nước qua các tấm nhôm được xếp cách nhau 10-20 mm. Bản chất của quá trình là hòa tan anot của các tấm nhôm được nối lần lượt với các cực dương và cực âm của nguồn điện có cường độ cao và hiệu điện thế thấp. Khi đó ion nhôm sẽ chuyển vào nước và tạo thành hydroxit. Ưu điểm của quá trình này là hình thành và lắng nhanh các sợi bông dai và không cần điều chỉnh pH. Nhược điểm của nó là chi phí điện năng cao. Phương pháp này có thể được dùng để xử lý nước phù sa ở các tỉnh thuộc đồng bằng Sông Cửu Long, nhưng do mạng lưới điện chưa được lắp đặt đầy đủ và chi phí điện cao nên còn bị hạn chế. II.5. Tuyển nổi: Phương pháp tuyển nổi dựa trên nguyên tắc: các phần tử phân tán trong nước có khả năng tự lắng kém, nhưng có khả năng kết dính vào các bọt khí nổi lên trên bề mặt nước. Sau đó người ta tách bọt khí cùng các phần tử dính ra khỏi nước. Thực chất đây là quá trình tách bọt hay làm đặc bọt. Ngoài ra, quá trình này còn để tách các chất hòa tan như các hoạt động bề mặt (trang 100, [15]). Trong công nghiệp, tuyển nổi được áp dụng để xử lý chất khoáng, tái sinh nguyên liệu từ nước rửa, làm sạch nước thải, xử lý bùn và thu hồi khoáng sản quí. Trong xử lý nước cấp, quá trình tuyển nổi được kết hợp với quá trình keo tụ tạo bông, đặc biệt là đối với chất mùn và tảo sau quá trình keo tụ tạo bông được tách ra khỏi nước bằng tuyển nổi ( trang 85, [20] ). Phương pháp này được thực hiện nhờ thổi không khí thành bọt nhỏ vào trong nước thải. Các bọt khí dính các hạt lơ lửng lắng kém và nổi lên trên mặt nước. Khi nổi lên các bọt khí tập hợp thành bông hạt đủ lớn, rồi tạo thành một lớp bọt chứa nhiều hạt bẩn ( trang 100, [15]). Tuyển nổi bọt nhằm tách các hạt lơ lửng không tan và một số chất keo hoặc hòa tan ra khỏi pha lỏng. Kĩ thuật này có thể dùng cho xử lý nước thải đô thị và nhiều lĩnh vực công nghiệp như: chế biến dầu béo, dệt thuộc da, chế biến thịt, v.v… ( trang 100, [15] ). Ngoài ra, tuyển nổi ion và phân tử là một phương pháp mới để tách các chất tan ra khỏi nước, được sử dụng trong những năm gần đây ( trang 74, [10] ). Hiệu suất của phương pháp tuyển nổi phụ thuộc vào kích thước và số lượng bong bóng khí, kích thước các tạp chất trong nước thải. Kích thước tối ưu của bong bóng khí là 15 ÷ 30µm, kích thước hạt tạp chất là 0,2 ÷ 1,5µm ( trang 33, [3] ). Có nhiều phương pháp tuyển nổi để xử lý nước thải: Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 41 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào 1. Tuyển nổi từ sự tách không khí từ dung dịch; 2. Tuyển nổi với sự phân tán không khí bằng cơ giới; 3.Tuyển nổi nhờ các tấm xốp; 4. Tuyển nổi bằng phương pháp tách phân đoạn bọt; 5. Tuyển nổi hóa học, sinh học và ion; 6. Tuyển nổi điện. Phương pháp này có ưu điểm là hoạt động liên tục, phạm vi ứng dụng rộng rãi, chi phí đầu tư và vận hành không lớn, hiệu quả xử lý cao, thiết bị đơn giản, thu cặn có độ ẩm nhỏ và có thể thu hồi tạp chất trong cặn. Ngoài ra, nước thải được xử lý bằng phương pháp tuyển nổi sẽ được thông khí, giảm được hàm lượng chất hoạt động bề mặt, chất dễ bị oxy hóa. [Tuyển nổi từ sự tách không khí từ dung dịch: Phương pháp này được áp dụng để làm sạch nước thải chứa hạt ô nhiễm rất mịn. Bản chất của phương pháp này là tạo dung dịch quá bão hòa không khí. Khi giảm áp suất các bọt không khí sẽ tách ra khỏi dung dịch và làm nổi chất bẩn. Tùy thuộc vào biện pháp tạo dung dịch quá bão hòa, người ta chia ra: tuyển nổi chân không, áp suất và bơm dâng ( trang 91, [11]). [ Tuyển nổi với sự phân tán không khí bằng cơ khí: Sự phân tán khí trong máy tuyển nổi được thực hiên nhờ bơm turbin kiểu cánh quạt, đó là đĩa có cánh quay hướng lên trên. Thiết kế kiểu này được ứng dụng để xử lý nước có nồng độ các hạt lơ lửng cao ( lớn hơn 2 g/l ). Khi quay cánh quạt trong chất lỏng xuất hiện một số lượng lớn các dòng xoay nhỏ và được phân tán thành các bọt khí có kích thước xác định, mức độ phân tán càng cao bọt khí càng nhỏ quá trình càng hiệu quả. Tuy nhiên, nếu vận tốc quay cao sẽ làm tăng đột ngột dòng chảy rối và có thể phá vỡ tổ hợp hạt - khí, do đó làm giảm hiệu quả xử lý ( trang 92, [11]). [ Tuyển nổi nhờ các tấm xốp: Phương pháp này có ưu điểm là: kết cấu buồng nổi đơn giản, chi phí năng lượng thấp. Khuyết điểm: các bọt mau bị bẩn và dễ bị bịt kín, khó cho vật liệu có lỗ giống nhau để tạo bọt khí nhuyễn và có kích thước bằng nhau. Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 42 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào Hiệu quả tuyển nổi phụ thuộc vào lỗ xốp, áp suất không khí, lưu lượng không khí, thời gian tuyển nổi, mực nước trong thiết bị tuyển nổi ( trang 93, [11]). [. Xử lý bằng phương pháp tách phân đoạn bọt ( tách bọt ): Phương pháp tách phân đoạn bọt dựa trên sự hấp phụ chọn lọc một hay nhiều chất tan trên bề mặt bọt khí nổi lên trên xuyên qua dung dịch. Quá trình này ứng dụng để loại chất hoạt động bề mặt ra khỏi nước thải, nó tương tự quá trình hấp phụ trên chất rắn. Trong quá trình phân riêng, bọt tạo thành có nồng độ chất tan hoạt động bề mặt khá cao. Việc tách nó ra khỏi bọt rất khó khăn. Vì vậy, trong đa số các trường hợp nó là chất thải. Như vậy, quá trình xử lý nước thải khỏi chất hoạt động bề mặt bằng phương pháp tách bọt có nhược điểm: _ Tạo thành chất ngưng giàu chất hoạt động bề mặt, bị phân hủy chậm. _ Khi nồng độ chất hoạt động bề mặt trong nước thải tăng hiệu quả xử lý giảm. Do đó, người ta đề nghị phương pháp xử lý chất hoạt động bề mặt kết hợp với phương pháp tách bọt rồi xử lý bức xạ, loại trừ hoàn toàn chất thải dạng bọt. Theo sơ đồ này, chất thải chứa chất hoạt động bề mặt được cho liên tục vào tháp. Không khí cũng được sủi bọt vào thùng này. Bọt tạo thành trong tháp được đưa qua thiết bị bức xạ, chiếu bằng tia γ. Nhờ đó, chất hoạt động bề mặt bị phân hủy còn bọt ngưng tụ. Theo sơ đồ khác, bọt không đi ra khỏi tháp mà bị phân hủy ngay trên đỉnh tháp bằng tia γ . Phương pháp này cho phép xử lý nước thải có nồng độ chất hoạt động bề mặt cao. Tuy nhiên, sự phân hủy hoàn toàn chất hoạt động bề mặt thành H2O và CO2 không kinh tế. Thích hợp nhất là phân hủy chúng thành các chất dễ bị oxy hóa sinh học [ Các phương pháp tuyển nổi khác: Đó là tuyển nổi hóa học, sinh học và ion. a. Tuyển nổi hóa học: Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 43 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào Trong quá trình xử lý nước có thể diễn ra các quá trình hóa học với sự phát sinh các khí như: O2, CO2, Cl2,…Bọt của các khí này có thể kết dính với các chất lơ lửng không tan và đưa chúng lên lớp bọt. Nhược điểm của phương pháp này là tiêu hao nhiều tác chất. b. Tuyển nổi sinh học: Phương pháp này được ứng dụng để nén cặn từ bể lắng đợt I khi xử lý nước thải sinh hoạt. Trong phương pháp này cặn được đun nóng bằng hơi nước đến 35-550C và nhiệt độ này được giữ cả ngày đêm. Do hoạt động của các vi sinh vật, các bọt khí sinh ra và mang các hạt cặn lên lớp bọt, ở đó chúng được nén và khử nước. Bằng cách này, trong vòng 5-6 ngày đêm độ ẩm của cặn có thể giảm đến 80% và đơn giản hóa quá trình xử lý cặn tiếp theo. c. Tuyển nổi ion: Quá trình này được tiến hành như sau: người ta cho không khí và chất hoạt động bề mặt vào nước thải. Chất hoạt động bề mặt trong nước tạo thành các ion có điện tích trái dấu với điện tích của ion cần loại ra. Không khí ở dạng bọt có trách nhiệm đưa chất hoạt động bề mặt cùng chất bẩn lên lớp bọt. Phương pháp này có thể áp dụng để tách ra khỏi nước các kim loại ( Mo, W, V, Pt, Ce, Re,…) quá trình hiệu quả khi nồng độ ion thấp 10-3-10-2 mol.ion/l. Trong trường hợp cần tiến hành đồng thời quá trình tuyển nổi và oxi hóa chất ô nhiễm, nên bão hòa nước bằng không khí giàu oxi hoặc ozone. Để hạn chế quá trình oxi hóa thì thay không khí bằng khí trơ ( trang 93, [11]). [Tuyển nổi điện: Biện pháp này dựa trên nguyên tắc: khi có dòng diện một chiều qua nước thải, ở một trong các điện cực ( catot ) sẽ tạo ra khí hydro. Kết quả nước thải khí được bão hòa bởi các bọt khí đó sẽ kéo theo các chất bẩn không tan khác nổi lên bề mặt nước. Ngoài ra, nếu trong nước thải còn chứa nhiều chất bẩn khác là các chất điện phân thì dòng điện đi qua sẽ làm thay đổi các thành phần hóa học và tính chất của trạng thái các tạp chất không tan do có các quá trình điện ly, phân cực, điện chuyển và oxy hóa khử…. xảy ra. Trong nhiều trường hợp những thay đổi có lợi cho qua trình xử lý nước thải và trong những trường hợp khác cần phải điều khiển các quá trình đó để đạt được hiệu suất xử lý một loại chất bẩn nào đó. Khi sử dụng các điện cực tan ( sặt hoặc nhôm ) thì ở cực anot sẽ diễn ra quá trình hòa tan kim loại: Kết quả sẽ có các cation ( nhôm hoặc sắt )chuyển vào nước. Những cation này sẽ cùng nhóm hydroxyl tạo thành hydroxit là những chất keo tụ phổ biến trong thực tế xử lý nước thải. Do đó, trong không Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 44 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào gian các điện cực sẽ diễn ra quá trình tạo bông keo tụ và tạo các bọt khí, tạo điều kiện để bọt khí bám vào bông cũng như quá trình keo tụ chất bẩn, quá trình hấp phụ, kết dính…. diễn ra mạnh và hiệu suất tuyển nổi cao hơn. Cường độ của tất cả quá trình quá trình phụ thuộc vào các yếu tố sau: _ Thành phần hóa học nước thải. _ Vật liệu các điện cực ( tan hoặc không tan ). _ Các thông số của dòng điện: điện thế, cường độ, điện trở suất…. Đối với các trạm tuyển nổi điện có công suất lớn thì nên xây dựng hai ngăn gồm một ngăn điện cực ( ngăn keo tụ ), và một ngăn tuyển nổi ( trang 78-81, [10]). II.6. Hấp phụ: Phương pháp hấp phụ được dùng rộng rãi để làm sạch triệt để nước thải khỏi các chất hữu cơ hòa 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 thường không phân hủy bằng con đường sinh học và thường có độc tính cao. Nếu các chất này bị hấp phụ tốt và khi chi phí riêng lượng chất hấp phụ không lớn thì việc ứng dụng phương pháp này là hợp lí hơn cả ( trang 132-133, [13] ). Trong xử lý nước thải công nghiệp, hấp phụ được ứng dụng để khử độc nước thải khỏi thuốc diệt cỏ, phenol, thuốc sát trùng, các hợp chất hữu cơ vòng thơm, chất hoạt động bề mặt, thuốc nhuộm, màu hoạt tính ( trang 33, [3] ). Các chất hấp phụ thường dùng là: than hoạt tính, đất sét, silicagen, keo nhôm, một số chất tổng hợp hoặc chất thải sản xuất như: xỉ, mạt sắt,…Trong số này, than hoạt tính là được dùng phổ biến nhất. Than hoạt tính có hai dạng: hạt và bột đều được dùng để hấp phụ. Các chất hữu cơ, kim loại nặng và các chất màu dễ bị than hấp phụ. Lượng chất này tùy thuộc vào khả năng hấp phụ của từng chất và hàm lượng chất bẩn có trong nước. Phương pháp này có khả năng hấp phụ được 58-95% các chất hữu cơ và màu. Các chất hữu cơ có thể bị hấp phụ được tính đến là phenol, alkylbenzen, sunfonic axit, thuốc nhuộm, các hợp chất thơm. Đã có những ứng dụng dùng than hoạt tính để hấp phụ thủy ngân và những thuốc nhuộm khó phân hủy, nhưng tốn kém và làm cho quá trình không kinh tế. Để loại bỏ các kim loại nặng, các chất hữu cơ, vô cơ độc hại, người ta dùng than bùn để hấp phụ và nuôi bèo tây trên mặt hồ ( trang 100, [15] ). Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 45 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào Phương pháp hấp phụ có tác dụng tốt trong việc xử lý nước thải chứa các chất hữu cơ, các kim loại nặng và màu. Để loại bỏ các kim loại nặng, các chất vô cơ và hữu cơ độc hại hiện nay người ta có thể sử dụng than bùn hoặc một số loại thực vật nước như lục bình. Ưu điểm của phương pháp này là hiệu quả cao, có khả năng xử lý nhiều chất trong nước thải và có thể thu hồi các chất này. Xử lý nước hấp phụ có thể tái sinh, tức thu hồi và tận dụng chất thải; phân hủy và tiêu hủy chất thải cùng với chất hấp phụ II.7. Trao đổi ion: Trao đổi ion là quá trình tương tác của dung dịch với pha rắn có tính chất trao đổi ion chứa nó bằng các ion khác có trong dung dịch. Bằng cách này người ta có thể loại đi một số ion trong dung dịch nước. Phương pháp này được ứng dụng để làm sạch nước hoặc nước thải khỏi các kim loại như: Zn, Cu, Cr, Pb, Ni, Hg, Cd, V, Mn,…, cũng như các hợp chất của asen, photpho, xyanua và các chất phóng xạ, khử muối trong nước cấp, cho phép thu hồi các chất có giá trị và đạt mức độ làm sạch cao. Vì vậy, nó được ứng dụng rộng rãi để tách muối trong xử lý nước và nước thải. • Cơ sở của quá trình trao đổi ion: Trao đổi ion theo tỉ lệ tương đương và trong phần lơn các trường hợp là phản ứng thuận nghịch. Phản ứng trao đổi ion xảy ra do hiệu số thế hóa học của các ion trao đổi. Phương trình trao đổi tổng quát có dạng:( trang 143, [13]) mA + RmB ↔ RmA + mB ( trang 37, [19]). Quá trình trao đổi ion có thể tiến hành qua một số giai đoạn sau: 1. Vận chuyển các ion A từ trong dòng chất lỏng đến mặt ngoài màng biên bao quanh hạt ionit. 2. Khuếch tán các hạt qua lớp biên. 3. Vận chuyển các ion qua bề mặt phân chia pha vào hạt nhựa. 4. Khuếch tán ion A vào trong hạt đến bề mặt phân chia pha. 5. Phản ứng trao đổi ion A và B. 6. Khuếch tán ion B bên trong hạt đến bề mặt phân chia pha. Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 46 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào 7. Chuyển ion B qua bề mặt phân chia pha đến mặt trong màng biên. 8. Khuếch tán ion B qua màng. 9. Khuếch tán ion B vào trong dòng lỏng. ( trang 103, [11]). • Các chất trao đổi ion (nhựa trao đổi ion ): Các chất có khả năng trao đổi ion được gọi là các ionit. Tùy theo loại trao đổi mà nhựa có tên là cationit hay anionit. Ngoài ra do khả năng trao đổi với các ion H+ hay có nhóm OH- mà nó sẽ có tính axit hay bazơ. Nhìn chung cấu tạo của các chất trao đổi ion gồm hai phần: phần gốc và phần mang nhóm ion được trao đổi. Một số chất trao đổi ion: zeolic, silicagen, than đá,…( trang 37, [3]). II.8. Thẩm thấu ngược: Là quá trình lọc dung dịch qua màng bán thấm dưới một áp suất cao hơn áp suất thẩm thấu ( trang 153, [13]). • Cơ chế của quá trình: Có nhiều cơ chế giải thích quá trình thẩm thấu ngược. Một trong những cơ chế đó giải thích như sau: màng bán thấm không có khả năng hòa tan. Nếu như chiều dày của lớp phân tử nước bị hấp phụ bằng hoặc lớn hơn một nửa đường kính mao quản của màng thì dưới tác dụng của áp suất chỉ có nước sạch đi qua, mặc dù kích thước của nhiều ion nhỏ hơn kích thước cuả phân tử nước. Lớp hiđrat của các ion này cản trở không cho chúng đi qua mao quản của màng. Kích thước màng hiđrat của các ion khác nhau sẽ khác nhau. Nếu chiều dày của lớp phân tử nước bị hấp phụ nhỏ hơn nửa đường kính mao quản thì các chất hòa tan sẽ chui qua màng cùng với nước. Ưu điểm của phương pháp thẩm thấu ngược là: _ Không có pha chuyển tiếp trong tách tạp chất cho phép tiến hành quá trình với chi phí năng lượng thấp. _ Có thể tiến hành quá trình ở nhiệt độ phòng không có bổ sung hoặc bổ sung ít hóa chất. _ Đơn giản trong kết cấu ( trang 159, [13]). Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 47 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào Nhược điểm của phương pháp thẩm thấu ngược: _ Năng suất, hiệu quả làm sạch và thời gian làm việc của màng lọc giảm khi nồng độ chất tan trên bề mặt màng lọc tăng (trang 105, [11]). _ Quá trình hoạt động dưới áp suất cao, do đó cần có vật liệu đặc biệt làm kín thiết bị. Thẩm thấu ngược được ứng dụng rộng rãi để tách muối khỏi nước trong hệ thống cấp nước nhà máy nhiệt điện và các ngành công nghiệp khác ( như công nghiệp bán dẫn, đèn hình, dược…). Những năm gần đây, phương pháp này được sử dụng để làm sạch một số nước thải công nghiệp và đô thị (trang 159, [13]). II.9. Siêu lọc: _ Cả siêu lọc và thẩm thấu ngược đều phụ thuộc vào áp suất, động lực của quá trình và đòi hỏi màng cho phép một số cấu tử thấm qua, giữ lại một số cấu tử khác. _ Sự khác biệt giữa hai quá trình là ở chỗ siêu lọc thường được sử dụng để tách dung dịch có khối lượng phân tử trên 500 và có áp suất thẩm thấu nhỏ ( như vi khuẩn, tinh bột, protêin, đất sét,…). Còn thẩm thấu ngược thường được sử dụng để khử các vật liệu có khối lượng phân tử thấp và có áp suất thẩm thấu cao. _ Siêu lọc thường được sử dụng để khử đất sét, vi sinh vật, các chất thực vật, tách nước cho bùn . _ Cơ chế của quá trình siêu lọc hoàn toàn khác so với cơ chế của quá trình thẩm thấu ngược. Chất tan bị giữ trên màng lọc vì kích thước phân tử của chúng lớn hơn đường kính lỗ xốp hoặc do ma sát phân tử với thành lỗ xốp của màng. Quá trình này phức tạp hơn nhiều. Khi sử dụng kết hợp thẩm thấu ngược và siêu lọc có thể làm đậm đặc và phân tách các chất hòa tan hữu cơ và vô cơ trong nước thải. Ví dụ theo sơ đồ dưới đây, thì sau quá trình siêu lọc ta nhận được phần đậm đặc chứa các chất hữu cơ, còn trong quá trình thẩm thấu ngược sẽ nhận được phần đậm đặc của các chất vô cơ và nước sạch. Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 48 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào Nước thải Phần đậm đặc chứa Nước chứa các các chất hữu cơ chất vô cơ Phần đậm đặc chứa Các chất vô cơ Siêu lọc Thẩm thấu ngược Nước không có muối Sơ đồ kết hợp siêu lọc và thẩm thấu ngược ( trang 159-160, [13]). II.10. Thẩm tách và điện thẩm tách ( TT và ĐTT ): Phép thẩm tách là quá trình phân tách chất rắn bằng sử dụng khuếch tán không bằng nhau qua màng. Điện thẩm tách được thực hiện bằng cách đặt các màng có tính chọn lọc với cation và anion luân phiên nhau dọc theo dòng điện. Khi đưa dòng điện vào, các cation được gắn điện đi qua màng trao đổi cation về một hướng, còn các anion sẽ đi qua màng trao đổi ion về một hướng khác. Kết quả là muối giảm trong khoang của một cặp màng và tăng trong khoang bên cạnh. Nước khi đó có thể đi qua một số màng cho đến khi đạt đến độ mặn cần thiết theo yêu cầu. Phương pháp thẩm tách đã được dùng để thu hồi axit, muối kim loại và các hydroxit. Phương pháp điện thẩm tách đã được nghiên cứu như một phương pháp khử nitơ trong nước thải nông nghiệp, nó cũng được ứng dụng rộng rãi để làm ngọt nước. Phương pháp này cũng đã được dùng để thu hồi các axit, lignin từ nước thải của sản xuất giấy, crôm từ nước thải của mạ điện ( trang 161-162, [13]). II.11. Các phương pháp điện hóa : Người ta sử dụng quá trình oxy hóa cực anot và khử của catot, đông tụ điện,…để làm sạch nước thải khỏi các tạp chất hòa tan và phân tán lớn. Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 49 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào _Tất cả các quá trình này đều xảy ra trên điện cực khi cho dòng điện một chiều đi qua nước thải. _ Các phương pháp điện hóa cho phép lấy từ nước thải các sản phẩm có giá trị bằng các sơ đồ công nghệ tương đối đơn giản, tự động hóa mà không cần sử dụng các tác nhân hóa học. Các phương pháp này còn được dùng để xử lý nước thải chứa nhiều xyanua trong công nghệ mạ điện. _ Nhược điểm chính của các phương pháp này là tiêu hao năng lượng điện nặng lớn. Tuy nhiên, việc làm sạch nước thải bằng các phương pháp này có thể tiến hành gián đoạn hoặc liên tục. II.11.1. Oxy hóa của anot và khử của catot: _ Trong thùng điện phân, trên điện cực dương diễn ra quá trình oxy hóa điện hóa ( các ion cho anot điện tử ), còn trên catot điện cực âm diễn ra sự kết hợp các điện tử ( phản ứng khử ), ( trang 106, [11] ). _ Các quá trình này được nghiên cứu để làm sạch nước thải khỏi các tạp chất xyanua, sunfoxyanua, các amin, alcol, các alđêhit, hợp chất nitơ, thuốc nhuộm azo, sunfit, mecaptan,…. Trong quá trình oxy hóa điện hóa, các chất trong nước thải bị phân rã hoàn toàn thành CO2 , NH3 và nước hay tạo thành các chất không độc và đơn giản hơn để có thể tách bằng các phương pháp khác. _ Anot được làm từ các vật liệu không hòa tan khác nhau ( Pt, titan, thép không gỉ, than,….). _ Catot được làm bằng Mo, hợp kim của Vonfram với sắt hay niken, graphit, thép không gỉ,… • Cơ chế oxy hóa của anot ( oxy hóa điện hóa ): + Oxy hóa anot của xyanua xảy ra theo phản ứng : CNO- + 2H2O → NH4+ + CO32- hay quá trình oxy hóa có thể dẫn đến sự tạo thành nitơ: 2CNO- + 4OH- - 6e → 2CO2 + N2 + 2H2O. + Quá trình phá hủy xyanua xảy ra do sự oxy hóa điện hóa ở anot và oxy hóa bằng clo được giải phóng ở anot từ sự phân tách NaCl được mô tả như sau : Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 50 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào Cl- - 2e → Cl2 CN- + Cl2 + 2OH- → CNO- + 2Cl- + H2O 2CNO- + 3Cl2 + 4OH- → 2CO2 + N2 + 6Cl- + 2H2O + Các sunfoxyanua được phân hủy theo sơ đồ sau : CNS- + 10OH- - 8e → CNO- + SO42- + 5H2O _ Các ion sunfit ở pH=7 bị oxy hóa tới sunfit. Khi pH nhỏ hơn lưu huỳnh có thể được tạo thành. Oxy hóa phenol khi có clorua trong nước ( khi hàm lượng phenol không lớn ) xảy ra theo các phản ứng sau: 4 OH- - 4 e → 2 H2O + O2 2 H+ + 2 e → H2 2 Cl- - 2 e → Cl2 Cl2 + H2O → HClO + HCl HClO + OH- → H2O + ClO- 12 ClO- + 6 H2O - 12e → 4 HCO3- + 8HCl + 3 O2 C6H5OH + 14 O → 6 CO2 + 3 H2O • Cơ chế khử điện hóa: Người ta ứng dụng quá trình khử điện khóa để loại các ion kim loại ra khỏi nước thải với sự tạo thành cặn, nhằm chuyển các cấu tử gây ô nhiễm thành các hợp chất ít độc hơn hoặc về dạng dễ tách khỏi nước như cặn, khí. Qúa trình này có thể được sử dụng để làm sạch nước thải ra khỏi các ion kim loại nặng như: Pb2+, Sn2+, Hg2+, Cu2+, As2+ và Cr2+. Quá trình khử của catot đối với các kim loại nặng xảy ra như sau: Men+ + ne → Me Ở đây các kim loại bám trên catot và có thể thu hồi chúng. _ Phản ứng khử hợp chất Crom: Cr2O72- + 14 H+ + 12e → 2 Cr + 7 H2O Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 51 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào _ Để xử lý nước thải chứa một số, kim loại nặng, người ta tiến hành quá trình làm sạch nước thải khỏi các ion Pb2+, Cd2+, Hg2+, Cu2+ bằng quá trình khử trên catot được làm từ hỗn hợp cacbon và lưu huỳnh. Các ion này lắng trên cực ở dạng sunfua hoặc bisunfua và có thể tách chúng bằng phương pháp cơ học. _ Quá trình khử NH4NO3 trên điện cực than chì xảy ra như sau: NH4NO3 + 2 H+ + 2e → NH4NO2 + H2O NH4NO2 → N2 + 2 H2O ( trang 162-165, [13] ). II.11.2. Tuyển nổi điện: Trong quá trình làm sạch nước thải bằng phương pháp này, việc tách các hạt lơ lửng là nhờ các bọt khí tạo thành trong điện phân nước. Ở anot là nhờ các bóng khí oxy, còn ở catot là hyđro. Khi sử dụng các điện cực tan ( sắt hoặc nhôm ) thì ở catot sẽ diễn ra quá trình hòa tan kim loại. Kết quả là sẽ có các cation ( sắt hoặc nhôm ) chuyển vào nước cùng với nhóm hyđroxyl tạo thành hyđroxit là những chất keo tụ phổ biến trong thực tế xử lý nước thải. Do đó, không gian các điện cực sẽ đồng thời diễn ra quá trình tạo bông keo tụ và tạo bọt khí, tạo điều kiện để bọt khí bám vào bông cũng như quá trình keo tụ chất bẩn, quá trình hấp phụ, dính kết,…, diễn ra mạnh, hiệu suất tuyển nổi cao hơn ( trang 78-79, [10] ). II.11.3. Đông tụ điện: Để làm sạch nước thải công nghiệp chứa các tạp chất phân tán trong nước có độ bền cao, người ta tiến hành quá trình điện phân với việc sử dụng điện cực bằng Al. Dưới tác dụng của dòng điện xảy ra quá trình hòa tan các điện cực, dẫn đến các cation nhôm chuyển vào nước gặp nhóm hydrôxyl tạo thành hydrôxit của các kim loại đó ở dạng bông và quá trình đông tụ xảy ra mãnh liệt. Ưu điểm của phương pháp này là thiết bị gọn và điều khiển đơn giản không sử dụng tác nhân hóa học, ít nhạy cảm với sự thay đổi điều kiện tiến hành quá trình làm sạch, không có các chất độc; bùn cặn có tính chất hóa học và cấu trúc tốt. Nhưng phương pháp này có nhược điểm là tiêu tốn kim loại và chi phí điện năng cao. Phương pháp đông tụ điện được ứng dụng nhiều trong công nghệ thực phẩm, hóa chất, giấy, bột giấy, lọc nước phù sa, phẩm màu phân tán. III. Các phương pháp hóa học: Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 52 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào Các phương pháp hóa học dùng trong xử lý nước thải gồm có: trung hòa, oxy hóa và khử. Tất cả các phương pháp này đều dùng các tác nhân hóa học nên là phương pháp đắt tiền. Người ta sử dụng các phương pháp hóa học để khử các chất hòa tan và trong các hệ thống cấp nước khép kín. Đôi khi các phương pháp này được dùng để xử lý sơ bộ trước xử lý sinh học hay sau công đoạn này như là một phương pháp xử lý nước thải lần cuối để thải vào nguồn nước ( trang169, [13] ). III.1. Phương pháp trung hòa: Nước thải chứa các axit vô cơ hoặc kiềm cần được trung hòa pH về khoảng 6,5 ÷ 8,5 trước khi thải vào nguồn nước hoặc sử dụng cho công nghệ xử lý tiếp theo. Trung hòa nước thải có thể được thực hiện bằng nhiều cách khác nhau: _Trộn lẫn nước thải axit với nước thải kiềm: Phương pháp này được sử dụng khi nước thải của xí nghiệp là axit còn xí nghiệp gần đó có nước thải là kiềm: Cả hai loại nước thải này đều không chứa các cấu tử gây ô nhiễm khác ( trang 169, [13]). _ Trung hòa bằng bổ sung các tác nhân hóa học: Để trung hòa nước axit , có thể sử dụng các tác nhân hóa học như NaOH, KOH, Na2 CO3 , nước amoniac NH4OH, CaCO3, MgCO3 , đolomit ( CaCO3 . MgCO3 ) và xi măng. Tác nhân rẻ nhất là sữa vôi 5 đến 10% Ca(OH)2 , tiếp đó là sođa và NaOH ở dạng phế thải . Đôi khi người ta sử dụng các chất thải khác nhau của sản xuất để trung hòa nước thải. Để trung hòa nước thải kiềm người ta sử dụng các axit khác nhau hoặc khí thải mang tính axit như CO2 ,SO2, NO2,…(trang 169, [13] ). _ Trung hòa nước thải bằng cách lọc qua vật liệu có tác dụng trung hòa: Người ta thường dùng các vật liệu như manhêtit (MgCO 3 ), đolomit , đá vôi, đá hoa,…và các chất thải rắn như xỉ, xỉ tro làm vật liệu lọc. Quá trình trung hòa được tiến hành trong các thiết bị lọc - trung hòa đặt nằm ngang hoặc đứng. Các thiết bị lọc này dùng để trung hòa nước axit có nồng độ không vượt quá 1,5mg/l và không chứa muối của kim loại nặng. _ Trung hòa bằng các khí axit : Để trung hòa nước thải kiềm, trong những năm gần đây, người ta đã dùng khí thải chứa CO2 ,SO2, NO2,… Việc sử dụng khí axit không những cho Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 53 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào phép trung hòa nước thải mà đồng thời tăng hiệu suất làm sạch chính khí thải khỏi các cấu tử độc hại. Việc sử dụng CO2 để trung hòa nước thải kiềm có nhiều ưu điểm với việc dùng H2SO4 hay HCl và cho phép giảm rất đáng kể chi phí cho quá trình trung hòa. Do độ hòa tan CO2 kém nên mức nguy hiểm do oxy hóa quá mức các dung dịch được trung hòa cũng giảm xuống, các ion CO32- được tạo thành có ứng dụng nhiều hơn so với ion SO42- , Cl- , ngoài ra tác động ăn mòn và độc hại của ion CO32- trong nước nhỏ hơn các ion SO42- , Cl- (trang 174,[13]). III.2. Phương pháp oxy hóa và khử: Để làm sạch nước tự nhiên và nước thải người ta có thể dùng các chất oxy hóa như Clo dạng khí và dạng lỏng, điclooxit, CaOCl2, Ca(ClO)2 và Na, KMnO4, K2Cr2O7, H2O2, O2 , O3 ,MnO2 … Trong quá trình oxy hóa, các chất độc hại trong nước thải chuyển thành các chất ít độc hơn và tách ra khỏi nước. Quá trình này tiêu tốn một lượng lớn các tác nhân hóa học, do đó oxy hóa hóa học chỉ được dùng để loại các tạp chất gây nhiểm bẩn trong nước mà không thể tách bằng phương pháp khác như khử xyanua hay hợp chất hòa tan của As (trang 175,[13]). III.2.1. Oxy hóa bằng Clo : Clo và các chất chứa Clo hoạt tính là chất oxy hóa thông dụng nhất, thường được dùng để tách hydrosunfua, hydrosunfit, các hợp chất chứa metylsunfit, phenol, xyanua ra khỏi chất thải. Ví dụ: Quá trình tách xyanua ra khỏi nước thải được tiến hành ở môi trường kiềm (pH = 9 ). Xyanua có thể bị oxy hóa tới N2 và CO2 theo phương trình sau: CN- + 2 OH- + Cl2 → CNO- + 2Cl- + H2O 2CNO- + 4 OH- + Cl2 → CO2 + 6Cl- + N2 + H2O ( trang 176,[13]) III.2.2. Oxy hóa bằng hydro peoxit: H2O2 được dùng để oxy hóa các nitrit, xyanua, phenol, các chất thải chứa lưu huỳnh và các chất nhuộm mạnh. Trong môi trường axit, H2O2 thể hiện rõ chức năng oxy hóa, còn trong môi trường kiềm là chức năng khử. Trong môi trường axit, H2O2 chuyển Fe2+ thành Fe3+ , HNO2 thành HNO3, SO32- thành SO42-, CN- bị oxy hóa trong môi trường kiềm ( pH= 9÷12 ) thành CNO-. Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 54 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào Ngoài tính oxy hóa, người ta còn dùng tính khử của H2O2 để loại Clo ra khỏi nước: H2O2 + Cl2 → O2 + 2 HCl H2O2 + NaClO → O2 + NaCl + H2O III.2.3. Oxy hóa bằng oxy không khí: _ O2 trong không khí được dùng để tách Fe ra khỏi nước theo phản ứng: 4 Fe2+ + O2 + 2 H2O → 4 Fe3+ + 4 OH- Fe3+ + 3 H2O → Fe(OH)3 ↓ + 3 H+ _ O2 trong không khí còn được dùng để oxy hóa sunfua trong nước thải của các nhà máy giấy, chế biến dầu mỏ và hóa dầu. Quá trình oxy hóa hydrosunfua thành sunfua lưu huỳnh diễn ra như sau: S-2 → S → SnO62-→ S2O32- → SO32- → SO42- Khi nhiệt độ tăng, tốc độ phản ứng và mức oxy hóa sunfua và hydrosunfua tăng ( trang 177, [13] ). III.2.4. Oxy hóa bằng MnO2: MnO2 được dùng để oxy hóa As3+ đến As5+ theo phản ứng sau: H3AsO3 + MnO2 + H2SO4 → H3AsO4 + MnSO4 + H2O Khi tăng nhiệt độ ( nhiệt độ tối ưu 70-800 ) thì mức oxy hóa tăng. Quá trình oxy hóa này thường được tiến hành bằng cách lọc nước thải qua lớp vật liệu MnO2 hoặc trong thiết bị có khuấy trộn với vật liệu đó ( trang 178, [13] ). III.2.5. Ozon hóa: Oxy hóa bằng ozon cho phép các tạp chất nhiễm bẩn, màu, mùi vị lạ đối với nước, hay có thể làm sạch nước thải khỏi phenol, sản phẩm dầu mỏ, H2S, các hợp chất của As, chất hoạt động bề mặt, xyanua, chất nhuộm, hiđrocacbon thơm, thuốc sát trùng. Trong xử lý nước bằng ozon, các hợp chất hữu cơ bị phân hủy và xảy ra sự khử trùng đối với nước. Các vi khuẩn chết nhanh hơn so với xử lý nước thải bằng Clo vài nghìn lần. Ozon có thể oxy hóa tất cả các chất vô cơ và hữu cơ. Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 55 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào Ví dụ: oxy hóa Fe2+, Mn2+ tạo thành kết tủa hyđroxit hay đioxit permanganat không tan: 2 FeSO4 + H2SO4 + O3 → Fe2(SO4)3 + H2O + O2 MnSO4 + O3 + 2 H2O → H2MnO3 + O2 + H2SO4 2 H2MnO3 + 3 O3 → 2 HMnO4 + 3 O2 + H2O Oxy hóa NH3 trong môi trường kiềm như sau: NH3 + 4 O3 → NO3- + 4 O2 + H2O + H+ III.2.6. Làm sạch bằng khử: Phương pháp này được ứng dụng rộng rãi để xử lý các hợp chất thủy ngân, crom, asen. Trong phương pháp này, hợp chất thủy ngân vô cơ được khử đến thủy ngân kim loại và tách ra khỏi nước nhờ lắng, lọc hoặc keo tụ. Các hợp chất thủy ngân đầu tiên được oxy hóa phân hủy, sau đó các cation thủy ngân được khử đến kim loại. Để khử thủy ngân và các hợp chất của chúng có thể dùng sunfat sắt, hydroxit natri, bột sắt, H2S, bột nhôm,… Phương pháp phổ biến để khử asen là cho nó lắng dưới dạng các hợp chất khó tan, còn các hợp chất chứa crom hóa trị 6 người ta khử nó đến crom hóa trị 3 và cho nó lắng dưới dạng hydroxit trong môi trường kiềm. Chất khử có thể là than hoạt tính, sunfat sắt, bisunfat natri, hydro, dioxit lưu huỳnh, các phế thải hữu cơ. Khử bằng dung dịch bisunfat natri: 4 H2CrO4 + 6 NaHSO3 + 3 H2SO4 → 2 Cr2(SO4)3 + 3 Na2SO4 + 10 H2O Để lắng Cr(III), người ta ứng dụng tác chất kiềm Ca(OH)2, NaOH ( giá trị tối ưu là pH= 8-9,5 ): Cr3+ + 3OH- → Cr(OH)3 Sử dụng sunfat sắt sẽ thu được kết quả tốt. Trong môi trường axit: 2 CrO3 + 6 FeSO4 + 6 H2SO4 → 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + 6 H2O Trong môi trường kiềm: Đề tài nghiên cứu khoa học Trang 56 Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm Phan Anh Đào 2 Cr2O3 + 6 FeSO4 + 6 Ca(OH)2 + 6 H2O → 2 Cr(OH)3 + 6Fe(OH)3 + 6 CaSO4 ( trang 121, [11] ). Có thể lắng Cr(III) bằng axetat bari ( Cr(VI) lắng dưới dạng cromat bari ). Ưu điểm của phương pháp này là có thể xử lý đồng thời Cr(VI) và ion SO42-. III.3. Loại các ion kim loại nặng: Các ion kim loại nặng như thuỷ ngân, crom, cadimi, kẽm, chì, đồng, niken, asen được loại ra khỏi nước thải bằng phương pháp hoá học