Nước thải từ các ngành công nghiệp như xi mạ, dệt nhuộm, luyện kim, sản xuất pin và điện tử thường chứa một lượng lớn kim loại nặng độc hại (như Pb, Cd, Hg, Ni,Cr). Những chất này gây tổn hại trực tiếp đến sức khỏe con người và làm ô nhiễm nguồn nước. Vậy làm thế để loại bỏ kim loại nặng trong nước thải, đồng thời cân bằng giữa đảm bảo chi phí xử lý nước thải với vận hành ổn định. Cùng Môi trường HANA tìm hiểu chi tiết qua bài viết dưới đây!
Xử lý kim loại nặng trong nước thải là gì?
Loại bỏ kim loại nặng trong nước thải là quá trình xử lý các chất độc hại (như thủy ngân, asen cadimi, chì, crom, kẽm, niken,..) ra khỏi nguồn nước. Quá trình này được thực hiện thông qua nhiều kỹ thuật lọc và làm sạch bằng nhiều phương pháp khác nhau như: kết tủa dùng hóa chất, hấp phụ (còn gọi là hấp thụ), trao đổi ion hay sử dụng màng lọc thẩm thấu ngược RO.
Mục tiêu cuối cùng là đảm bảo chất lượng nước đã qua xử lý phải đạt chuẩn an toàn và tuân thủ quy định môi trường trước khi được xả thải, cụ thể như:
- Bảo vệ sức khỏe con người: Các kim loại này cực kỳ độc hại và có khả năng tích lũy sinh học. Chúng là nguyên nhân gây ra các bệnh nguy hiểm như ung thư, đồng thời làm tổn thương nặng nề các cơ quan quan trọng (não, phổi, thận) và có tác động xấu đến thai nhi.
- Bảo vệ hệ sinh thái môi trường: Nước thải chưa qua xử lý làm ô nhiễm diện rộng nguồn nước và đất. Khi đi vào chuỗi thức ăn, chúng đe dọa nghiêm trọng đến sự sống và đa dạng sinh học của các loài dưới nước và động vật trên cạn.
- Tuân thủ quy định pháp luật: Việc xử lý nước thải đạt chuẩn là bắt buộc theo quy định của pháp luật về bảo vệ môi trường, tránh bị xử phạt.
TOP 5+ phương pháp loại bỏ kim loại nặng trong nước thải
Phương pháp hấp phụ
Hấp phụ là một kỹ thuật xử lý nước dựa trên khả năng của các vật liệu có cấu trúc xốp và diện tích bề mặt lớn, giúp thu giữ các ion kim loại nặng hòa tan trong nước. Trong quá trình này, các ion độc hại sẽ bị giữ lại trên bề mặt của vật liệu hấp phụ.
Những vật liệu thường được sử dụng trong phương pháp này bao gồm than hoạt tính, than bùn, các vật liệu vô cơ như oxit sắt, oxit mangan, xỉ than, tro bay, cũng như các loại vật liệu polymer được tổng hợp từ nguồn sinh học hoặc hóa học.
Cơ chế hoạt động của phương pháp hấp thụ gồm 2 phương pháp, bao gồm:
- Hấp phụ vật lý: Sự tương tác này xảy ra nhờ lực hút tĩnh điện giữa tâm hoạt động trên bề mặt chất hấp phụ với các ion kim loại nặng.
- Hấp phụ hóa học: Còn được gọi là sự liên kết hóa học, được hình thành do phản ứng giữa các nhóm chức của tâm hấp phụ và ion kim loại nặng.
Phương pháp trao đổi ion
Phương pháp trao đổi ion này hoạt động dựa trên nguyên lý trao đổi giữa các ion trong nước và các ion có sẵn trên bề mặt vật liệu. Trong xử lý nước thải chứa kim loại nặng, người ta sử dụng nhựa ionit hữu cơ tổng hợp – loại vật liệu có nhóm chức trao đổi ion gắn với chuỗi cao phân tử gốc hydrocarbon.
Trong quá trình xử lý, các ion độc hại trong nước sẽ được thay thế bằng các ion khác an toàn hơn. Việc trao đổi này thường diễn ra bên trong cột trao đổi ion, sử dụng hạt nhựa cation, anion hoặc kết hợp cả hai loại tùy theo yêu cầu xử lý.
Tham khảo: Phương pháp trao đổi ion và ứng dụng trong xử lý nước thải
Kết tủa hóa học
Khi cho các hóa chất phù hợp vào dòng nước thải, chúng sẽ phản ứng với kim loại nặng và tạo thành kết tủa. Việc áp dụng kỹ thuật này dựa trên tích số tan của từng chất để đảm bảo phản ứng tạo kết tủa diễn ra hiệu quả. Sau đó, các hạt kết tủa sẽ được tách ra khỏi nước bằng phương pháp lắng hoặc lọc.
Trong quá trình tạo kết tủa, để nâng cao khả năng loại bỏ kim loại nặng, người ta thường thêm vào chất trợ keo tụ như phèn, muối sắt hoặc polymer hữu cơ. Cần lưu ý rằng mỗi loại hidroxit kim loại sẽ tạo kết tủa ở một khoảng pH khác nhau, vì vậy việc điều chỉnh pH là bước rất quan trọng khi vận hành phương pháp này.
Phương pháp điện hóa
Trong công nghệ xử lý nước thải bằng điện hóa, các điện cực được đặt vào dung dịch và dòng điện một chiều được dẫn qua để tách kim loại ra khỏi nước. Sự chênh lệch điện thế giữa hai điện cực trong bình điện phân tạo nên dòng điện có hướng, giúp quá trình điện phân diễn ra ổn định.
Khi đó, các ion dương (cation) sẽ di chuyển về catot, còn các ion âm (anion) sẽ hướng đến anot. Khi điện áp đạt đến mức cần thiết, các phản ứng điện hóa sẽ xảy ra như sau:
- Tại anot: diễn ra phản ứng oxi hóa của anion, ion OH⁻ hoặc chất làm anot theo phương trình:
Mr – ne → Mn⁺ - Tại catot: khi dòng điện đi qua, các cation và H⁺ trong dung dịch sẽ chuyển động về bề mặt catot. Nếu cation có tính oxy hóa mạnh hơn H⁺, electron từ catot sẽ được cation nhận, tạo thành kim loại bám trên điện cực hoặc ion có độc tính thấp hơn.
Phương trình phản ứng: Mn⁺ + me → Mₙ₋ₘ (n > m) hoặc Mn⁺ + ne → Mr
Phương pháp sinh học
Sử dụng các sinh vật sống như vi khuẩn, nấm, hoặc thực vật (cây thủy sinh) để hấp thụ, tích lũy, hoặc chuyển hóa kim loại nặng thành dạng ít độc hơn. Đây là phương pháp thân thiện với môi trường, thường được dùng để xử lý lượng lớn nước thải với nồng độ kim loại thấp.
Tham khảo: Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học kỵ khí
Giải pháp xử lý kim loại nặng hiệu quả của Môi trường HANA
Là đơn vị mang đến giải pháp toàn điện về xử lý nước thải công nghiệp, đặc biệt trong lĩnh vực loại bỏ kim loại nặng. Hơn 10 năm kinh nghiệm trong nghề, Môi trường HANA đã và đang đồng hành cùng các cơ sở sản xuất để hợp tác với tiêu chuẩn xả thải của BTNMT.
Với phương châm “Giải pháp xử lý nước tiết kiệm”, chung tôi đưa ra giải pháp cho thuê module xử lý nước thải kim loại nặng với công suất linh hoạt từ 01 đến 10 m3/ngày.đêm.
Module của HANA là sự tích hợp thông minh giữa các công nghệ hàng đầu như Hóa lý, Hấp phụ, Trao đổi ion và Lọc màng RO/NF. Hệ thống được thiết kế dạng khối gọn, dễ di chuyển, có thể lắp đặt nhanh chóng chỉ trong 2 – 3 ngày và đảm bảo nước đầu ra đạt chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT.
HANA, không chỉ cung cấp thiết bị mà còn mang đến giải pháp toàn diện. Giúp doanh nghiệp tiết kiệm chi phí đầu tư ban đầu và được HANA hỗ trợ trọn gói từ vận hành, bảo trì, kiểm tra định kỳ cho đến cam kết chất lượng nước đầu ra.
Tổng kết
Nếu doanh nghiệp của bạn đang tìm kiếm giải pháp xử lý nước thải có chứa kim loại nặng hiệu quả, nhanh chóng và tiết kiệm, đừng ngần ngại liên hệ Môi Trường HANA. Đội ngũ chúng tôi sẵn sàng khảo sát, tư vấn miễn phí và thiết kế công nghệ tối ưu cho từng loại hình sản xuất
