Xử lý phốt pho trong nước thải

Xử lý phốt pho trong nước thải

Ô nhiễm phốt pho trong nước thải là một mối đe dọa nghiêm trọng đối với hệ sinh thái thủy sinh và giảm chất lượng nguồn nước sạch . Trong thực tế, nồng độ phốt phot không giống nhau trong các nguồn nước thải: khoảng 10 – 15 mg/L (nước thải sinh hoạt); 16 – 58 mg/L (chế biến thủy sản); 70 – 1750 mg/L (nông nghiệp, chăn nuôi)

Các công nghệ xử lý phốt phot trong nước thải thường áp dụng gồm sinh học, kết tủa, hấp phụ hoặc trao đổi ion.

Trong đó, kết tủa hóa học được ứng dụng rộng rãi nhất và cho hiệu quả xử lý tốt đối với cả các nguồn thải ô nhiễm phôtphat cao [4, 5]. Để kết tủa phôtphat, chủ yếu sử dụng các muối kim loại hóa trị hai hoặc ba, kết tủa tạo thành được loại bỏ bằng quá  trình lắng, ly tâm hoặc lọc.

Xử lý phốt pho bằng phèn nhôm

Phèn nhôm là gì?

Phèn nhôm hay Amoni nhôm sunfat có công thức hóa học là (NH₄ )₂SO₄.Al₂(SO₄)3.24H₂O) tồn tại ở dạng tinh thể màu trắng, khối lượng riêng 1.65 g/cm³, tnc = 94.5^oC. Phèn nhôm dễ tan trong nước, không tan trong ethanol và dung dịch axit, phèn nhôm cũng có tác dụng làm trong nước bể bơi. Ngoài ra đây còn là một thành phần của bột nở, bột chữa cháy; dùng trong mạ điện; sử dụng trong y học, dùng làm thuốc lợi tiểu, thuốc gây nôn.

Ưu điểm:

– Phèn chua, phèn nhôm không có tác dụng gây độc hại và là chất keo tụ an toàn, sẵn có trên thị trường và khá rẻ.

– Công nghệ keo tụ bằng phèn nhôm, phèn chua là công nghệ tương đối đơn giản, dễ kiểm soát, phổ biến rộng rãi

Công thức hóa học của phèn nhôm: Al2(SO4)3.18H2O

Điều kiện cần: pH= 6 đến 9. pH tối ưu của phản ứng là pH =6

Al/P: 1,5g đến 3g phân tử nhôm sẽ kết tủa với 1g phân tử Photpho

Phản ứng giữa phèn nhôm và photpho, phốt phát như sau

Al³⁺ + PO₄³⁺  ↔ AlPO₄

Al³⁺ + 3OH^–    ↔ Al(OH)₃

Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH tới hiệu quả xử lý phôtphat bằng phèn nhôm được thể hiện trên Hình dưới cho thấy, ở pH 5 – 9, hiệu quả xử lý đạt tới 95,4 – 98,5%, nồng độ PO43- còn lại 0,29 – 0,93 mg P/L. Khi tăng pH, hiệu quả xử lý giảm. Ở pH 6, hiệu quả xử lý đạt cao nhất (98,5%), nồng độ PO43- còn lại thấp nhất (0,29 mg P/L).

Ở pH 4, hiệu quả xử lý chỉ 82,2%. Điều này có thể do ở pH thấp, độ tan của muối nhôm phôtphat tăng, nên hiệu quả xử lý giảm . Ở môi trường kiềm, khi nồng độ OH– tăng, một phần nhôm bị kết tủa ở dạng hydroxit, dẫn đến lượng nhôm tham gia vào phản ứng kết tủa phôtphat ít đi, làm giảm hiệu quả xử lý

Xử lý phốt pho bằng Vôi

Công thức hóa học vôi bột Ca(OH)2

Bổ sung vôi, kiểm soát pH từ 9 đến 10,5, vôi gặp nước tạo ra muối kết tủa của Photpho theo phương tình hóa học sau

Vôi bột xử lý phốt pho khi xảy ra quá trình phản ứng hóa học như sau:

5Ca₂+ + 3PO₄^3- + OH^– ↔ Ca₅(PO₄)₃(OH)

Mg²⁺ + 2OH^–              ↔ Mg(OH)₂

Ca²⁺ + CO₃^2-              ↔ CaCO₃

Nhược điểm: Cặn Canxi Photpho kết tủa là các hạt vô cùng nhỏ và phát triển chậm nên phải bổ sung thêm hóa chất keo tụ để quá trình lắng diễn ra nhanh và đạt hiệu quả hơn.

Xử lý phốt pho bằng phèn sắt

Công thức hóa học phèn sắt: Fe2(SO4)3.nH2O

Dùng phèn sắt trong xử lý phospho, phốt pho, phốt phát theo phương trình hóa học sau:

Fe³⁺ + PO₄^3-  ↔ FePO₄

Fe³⁺ + 3OH^–    ↔ Fe(OH)₃

Hiệu suất xử lý phụ thuộc vào pH và tỷ số Fe+3/P.

• pH= 5 đến 5,5.
• Fe+3/P: 1,5g đến 3g phân tử sắt sẽ kết tủa với 1g phân tử Photpho.

Xử lý phốt pho bằng phương pháp sinh học

Nước thải có chứa chất hữu cơ và Photpho qua các bể xử lý yếm khí và hiếu khí. Photpho cũng như Nitơ, bị đồng hoá bởi vi khuẩn và được khử khỏi nước ở dạng bùn dư. Mức độ khử Photpho phụ thuộc vào mức độ tạo cặn của quá trình xử lý sinh học

Quá trình xử lý phốt pho trong các quá trình xử lý nước thải bằng công nghệ sinh học thường gắn liền với xử lý amoni trong nước thải. quá trình xử lý liên tục trong các vùng thiếu khí, hiếu khí và kỵ khí.

Để tìm hiểu kỹ hơn về các công trình xử lý sinh học các bạn tham khẻo xử lý nước thải là gì tại đây.

Để khử Photpho đòi hỏi trong nước thải phải có BOD/P lớn hơn 10:1 để cung cấp đủ chất nền cho việc phát triển các vi sinh khử Photpho.

Xử lý sinh học khử kết hợp với quá trình đông keo tụ bằng phèn nhôm hay phèn sắt có thể giảm lượng Photpho còn lại trong nước xuống hàm lượng rất thấp

Để lựa chọn phương pháp xử lý photphot trong nước thải tối ưu nhất, các bạn hãy liên hệ với Green Star ngay để được tư vấn miễn phí.