Nghiên cứu được thực hiện nhằm tìm ra giải pháp hiệu quả để xử lý nước thải y tế đạt tiêu chuẩn xả thải. Trong nghiên cứu này, nước thải y tế trước tiên được xử lý qua bể keo tụ tạo bông, tiếp theo qua bể phản ứng Fenton/ozone; cả hai mô hình xử lý đều thực hiện ở quy mô phòng thí nghiệm.
Trang 1KHẢO SÁT XỬ LÝ NƯỚC THẢI Y TẾ BẰNG PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ
KẾT HỢP QUY TRÌNH FENTON/OZONE
Nguyễn Võ Châu Ngân1, Lê Hoàng Việt1
1 Trường Đại học Cần Thơ
Thông tin chung:
Ngày nhận bài: 07/08/2018
Ngày nhận kết quả bình duyệt:
15/10/2018
Ngày chấp nhận đăng:
08/2019
Title:
A study on health care
wastewater treatment by a
combination of coagulation
method and Fenton/ozone
process
Keywords:
Acting time, chemical dosage,
coagulation tank,
Fenton/ozone reactor, health
care wastewater
Từ khóa:
Bể keo tụ tạo bông, liều lượng
hóa chất, nước thải y tế, phản
ứng Fenton/ozone, thời gian
phản ứng
ABSTRACT
The study was aimed to explore an efficient solution to treat health care wastewater so as to meet discharge standards In this study, health care wastewater was first treated by a coagulation - sedimentation process, then continuously treated by the Fenton/ozone reactor, and both of the reactors were tested at lab-scale models Applied PAC as coagulation chemical with the dosage of 100 mg/L, the hydraulic retention time was 27.5 minutes, the sedimentation time was 60 minutes, the recorded treatment efficiencies of SS and COD were 61.19 ± 0.94% and 59.49 ± 0.55% By continuously treating the wastewater by the Fenton/ ozone reactor with the acting time of 45 minutes, the dosage of Fe 2+ and H 2 O 2 were 200 mg/L and 159 mg/L, the treated wastewater reached discharge standard of QCVN 28:2010/BTNMT (A column) at all monitored parameters of pH, SS, BOD 5 , COD, N-NO 3 - ,
N-NH 3 , P-PO 4 3- , total Coliforms The chemical and electricity costs for the treatment of health care wastewater was acceptable, and the opreration process was simple It is therefore recommended that this health care wastewater treatment model could be applied for district hospitals
TÓM TẮT
Nghiên cứu được thực hiện nhằm tìm ra giải pháp hiệu quả để xử lý nước thải y tế đạt tiêu chuẩn xả thải Trong nghiên cứu này, nước thải y tế trước tiên được xử lý qua bể keo tụ tạo bông, tiếp theo qua bể phản ứng Fenton/ozone; cả hai mô hình xử lý đều thực hiện ở quy mô phòng thí nghiệm Nước thải y tế khi keo tụ bằng PAC với liều lượng 100 mg/L, tổng thời gian lưu là 27,5 phút, thời gian lắng 60 phút cho hiệu suất xử lý SS và COD lần lượt là 61,19 ± 0,94% và 59,49 ± 0,55% Tiếp theo nước thải được đưa vào bể Fenton/ozone với thời gian phản ứng 45 phút, liều lượng Fe 2+ là
200 mg/L và H 2 O 2 là 159 mg/L cho nước thải sau xử lý đạt QCVN 28:2010/BTNMT (cột A) ở các thông số pH, SS, BOD 5 , COD, N-NO 3 - ,
N-NH 3 , P-PO 4 3- , tổng Coliforms Chi phí xử lý nước thải y tế trong nghiên cứu này phù hợp, đồng thời công tác vận hành đơn giản có thể đề xuất áp dụng vào thực tế xử lý nước thải ở các bệnh viện tuyến huyện
Trang 21 GIỚI THIỆU
Nước thải y tế là nước thải phát sinh từ các cơ sở
y tế, bao gồm cơ sở khám bệnh - chữa bệnh, cơ sở
y tế dự phòng, phòng khám, bệnh viện đa khoa
-nha khoa… Trong nước thải y tế, ngoài những
yếu tố ô nhiễm thông thường như chất hữu cơ,
dầu mỡ động - thực vật, còn có những chất bẩn
khoáng và chất hữu cơ đặc thù, các vi khuẩn gây
bệnh, dư lượng của chất khử trùng, thuốc kháng
sinh và có thể các đồng vị phóng xạ được sử dụng
trong quá trình chẩn đoán và điều trị bệnh (Lin et
al., 2015; Santos et al., 2013) Nếu lượng nước
thải này xả thải ra ngoài môi trường mà chưa
được xử lý phù hợp sẽ gây ô nhiễm nguồn nước
trầm trọng, gây mùi hôi thối, phú dưỡng hóa…
Do đó nước thải y tế cần được thu gom và xử lý
đảm bảo đạt tiêu chuẩn xả thải theo QCVN
28:2010/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia
về nước thải y tế Ở nước ta nhiều cơ sở y tế chưa
lựa chọn được loại hình công nghệ xử lý nước thải
phù hợp, đặc biệt ở các bệnh viện tuyến huyện
chưa có đủ các điều kiện để áp dụng các công
nghệ xử lý nước thải hiện đại nên các hệ thống xử
lý nước thải tại những cơ sở này vẫn chưa đáp
ứng được quy chuẩn môi trường hiện hành
(Nguyễn Thanh Hà, 2015)
Theo hướng dẫn áp dụng công nghệ xử lý nước
thải y tế của Bộ Y tế (2015), nước thải y tế sau khi
xử lý sơ bộ qua bể điều lưu và bể lắng sơ cấp
thường được tiếp tục xử lý bằng công đoạn sinh
học Tuy nhiên dư lượng kháng sinh từ nước thải
y tế có thể ảnh hưởng đến mật độ vi sinh vật và
làm giảm hiệu suất xử lý của công đoạn xử lý sinh
học Ngoài ra việc áp dụng quy trình xử lý sinh
học cho nước thải y tế ở các bệnh viện tuyến
huyện sẽ gặp khó khăn trong công tác vận hành
do hệ vi sinh vật khó kiểm soát nếu không có
nhân sự chuyên môn Vì vậy một quy trình xử lý
nước thải y tế với các công đoạn lý - hóa nên
được ưu tiên nghiên cứu và ứng dụng
Trong xử lý nước thải, phản ứng Fenton có thể
ứng dụng để chuyển hóa các thành phần ô nhiễm
thành các chất không nguy hại hay thành các chất
có khả năng phân hủy sinh học, dư lượng của tác nhân Fenton ít gây nguy hại cho môi trường (Lê Hoàng Việt & Nguyễn Võ Châu Ngân, 2016) Bên cạnh đó việc sử dụng ozone - một chất oxy hóa mạnh - trong xử lý nước giúp gia tăng phản ứng với các thành phần hữu cơ ô nhiễm Các
nghiên cứu của Lucas et al (2010) và Tizaoui et
al (2007) đã xác định việc kết hợp phản ứng
Fenton và công đoạn xử lý ozone - quy trình Fenton/ozone - có thể sản sinh ra ion hydroxyl và gia tăng khả năng xử lý các thành phần hữu cơ trong nước thải Một số nghiên cứu đã thử nghiệm phản ứng Fenton hoặc quy trình Fenton/ozone xử
lý nước thải y tế để loại bỏ chất ô nhiễm và tiêu
diệt các mầm bệnh (Lê Hoàng Việt et al., 2018; Umadevi, 2015; Coelho et al., 2009) Tuy nhiên
xử lý nước thải bằng Fenton sử dụng lượng hóa chất cao làm tăng chi phí xử lý (Trần Mạnh Trí & Trần Mạnh Trung, 2006)
Trong xử lý nước, công đoạn keo tụ - tạo bông là đưa hóa chất vào nước để phá vỡ độ bền của các hạt keo và liên kết các hạt keo lại với nhau, tạo thành các cụm bông cặn lớn hơn giúp quá trình lắng tốt hơn, giảm chi phí hóa chất cho công đoạn
xử lý tiếp theo Từ những định hướng trên, quy trình xử lý nước thải y tế kết hợp công đoạn keo
tụ và Fenton/ozone được nghiên cứu nhằm tìm ra giải pháp xử lý nước thải y tế có công nghệ và vận hành đơn giản, chi phí xử lý tiết kiệm phù hợp với các bệnh viện tuyến huyện Nước thải sau xử lý đạt yêu cầu xả thải theo QCVN 28:2010/BTNMT (loại A)
2 PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU
2.1 Đối tượng nghiên cứu
Nước thải của Bệnh viện Đa khoa huyện Châu Thành - tỉnh Hậu Giang được thu thập để thực hiện nghiên cứu này Để xác định nồng độ một số chất ô nhiễm chủ yếu và định hướng cho các thí nghiệm, nước thải được lấy từ cống thu gom nước thải trong 3 ngày liên tiếp Mẫu được lấy từ 7 giờ sáng đến 11 giờ trưa (thời gian diễn ra nhiều nhất các hoạt động khám chữa bệnh) theo kiểu lấy mẫu
Trang 3tổ hợp theo tỉ lệ lưu lượng
Nước thải dùng để vận hành các mô hình được thu
thập theo kiểu lấy mẫu đơn vào lúc 9 giờ sáng
hàng ngày
2.2 Phương tiện, thiết bị thí nghiệm
Nghiên cứu được thực hiện trên các mô hình bố
trí tại Phòng thí nghiệm Xử lý nước - Khoa Môi
trường và Tài nguyên thiên nhiên - Trường Đại
học Cần Thơ
- Bộ Jartest:
o Phần chứa mẫu: 6 beaker 1 L
o Hệ thống khuấy trộn: gồm 6 cánh khuấy
có thể điều chỉnh được vận tốc khuấy từ
10 - 200 vòng/phút
o Chức năng hẹn giờ từ 1 - 999 phút hoạt động liên tục
Mô hình bể keo tụ tạo bông kết hợp lắng: Chế tạo
bằng thủy tinh dày 5 mm được bố trí hệ thống cánh khuấy với motor công suất 125 W, số vòng quay của motor là 160 vòng/phút, hệ thống sử dụng các đĩa xích và dây xích để truyền động Mô hình gồm 2 phần kết hợp với nhau - phần bể keo
tụ (gồm 3 ngăn: ngăn khuấy nhanh 1, ngăn khuấy chậm 2 và 3) và phần bể lắng cơ học theo phương ngang Mô hình được thiết kế với lưu lượng nước thải Q = 0,4 L/phút tương ứng với thời gian lưu nước ở các ngăn của bể keo tụ lần lượt là 1,5 phút,
13 phút, 13 phút, và ở bể lắng là 60 phút
Hình 1 Mô hình bể keo tụ - lắng
o Ngăn khuấy nhanh [1]:
Vận tốc khuấy: 150 vòng/phút
Thời gian lưu: t1 = 1,5 phút
Thể tích ngăn khuấy nhanh: V1 = 0,4
L/phút × 1,5 phút = 0,6 L
Chiều cao mực nước ngăn khuấy: H1
= 0,06 m Ngăn được thiết kế dạng hình vuông cạnh 0,1 m
o Ngăn khuấy chậm [2, 3]:
Ngăn khuấy chậm gồm 2 ngăn có kích thước và thời gian lưu bằng nhau Vận tốc từng ngăn khuấy
Trang 4chậm [2, 3] lần lượt là 80 vòng/phút
và 40 vòng/phút
Thời gian lưu mỗi ngăn: t2 = 13 phút
Thể tích mỗi ngăn khuấy chậm: V2 =
0,4 L/phút × 13 phút = 5,2 L
Chiều cao mực nước ngăn khuấy
chậm: H2 = 0,2 m
Ngăn được thiết kế dạng hình vuông
cạnh 0,1 m
Chiều rộng mỗi ngăn: B2 = 0,15 m
Chiều dài mỗi ngăn: L2 = 0,175 m
o Ngăn lắng [4]:
Thời gian lưu trong ngăn: t3 = 1 giờ
= 60 phút Thể tích: V4 = 0,4 L/phút × 60 phút
= 24 L Chiều cao mực nước: H3 = 20 cm Chiều rộng ngăn: B3 = 15 cm Chiều dài ngăn: L3 = 80 cm Chiều cao mặt thoáng của bể: Ht =
10 cm
Hình 2 Ảnh chụp (phải) và sơ đồ cấu tạo bể phản ứng Fenton/ozone (trái)
Trang 5- Mô hình bể phản ứng Fenton/ozone: gồm các
bể có kích thước 0,1 m × 0,1 m × 1,5 m (dài ×
rộng × cao), chiều cao công tác 1,2 m Các bể
được trang bị hệ thống khuấy trộn (motor,
cánh khuấy) gồm 4 cánh khuấy đồng trục và
có thể thay đổi vận tốc từ 0 đến 200
vòng/phút Ngoài ra còn có máy tạo ô-zon
GENQAO FD 3000 II công suất 200 - 400
mg/giờ Bể được vận hành theo nguyên tắc bể
phản ứng theo mẻ
Các hóa chất sử dụng trong thí nghiệm bao
gồm:
- Phèn PAC (Poly Aluminium Chloride): công
thức hóa học Aln(OH)m Cl3n-m, xuất xứ Trung
Quốc, nồng độ 30%
- Phèn sắt: công thức hóa học FeSO4.7H2O, xuất
xứ Trung Quốc, độ tinh khiết 99%
- Hydro peroxid: công thức hóa học H2O2, xuất
xứ Trung Quốc, nồng độ 30%
Ngoài ra, nghiên cứu còn sử dụng một số thiết
bị phụ trợ để vận hành các mô hình như máy thổi
khí cung cấp oxy, bình Mariotte cung cấp nước
thải ở lưu lượng ổn định
2.3 Các bước tiến hành thí nghiệm
2.3.1 Thí nghiệm định hướng 1: Chọn liều lượng
chất keo tụ thích hợp
Để keo tụ nước thải có thể sử dụng nhiều loại
phèn khác nhau, trong đó phèn PAC có thể hoạt
động ở khoảng pH rộng từ 5 đến 8, tạo ra ít bùn
hơn phèn nhôm sulfat khi sử dụng cùng liều lượng
(Gebbie, 2011) Thêm vào đó, PAC là loại phèn
phổ biến trên thị trường với giá thành chấp nhận
được, vì vậy chọn PAC cho các thí nghiệm trong nghiên cứu này
Thí nghiệm định hướng được tiến hành để chọn liều lượng PAC cho thí nghiệm chính thức Do nước thải y tế có thành phần và tính chất tương tự nước thải sinh hoạt nên thí nghiệm được thực hiện
ở liều lượng PAC xung quanh giá trị 150 mg/L (Metcalf & Eddy, 1991) Gồm 2 thí nghiệm Jartest:
a) Thí nghiệm định hướng xác định lượng PAC: Keo tụ nước thải y tế với các liều lượng PAC biến thiên từ 50 mg/L đến 300 mg/L, mỗi khoảng biến thiên 50 mg/L
b) Thí nghiệm chọn liều lượng PAC phù hợp: Thí nghiệm ở khoảng liều lượng xung quanh liều lượng PAC chọn được ở thí nghiệm (a), mỗi khoảng biến thiên 20 mg/L
Cả hai thí nghiệm được tiến hành trên bộ Jartest theo quy trình vận hành sau:
- Đặt 6 beaker nước thải vào bộ Jartest và khởi động máy
- Châm chất keo tụ ở 6 mức liều lượng đã định trước
- Khuấy nhanh ở tốc độ 150 vòng/phút trong vòng 3 phút
- Sau đó khuấy chậm ở hai tốc độ 80 vòng/phút
và 40 vòng/phút với thời gian khuấy trộn mỗi mức là 13 phút
Tắt máy khuấy để lắng 30 phút lấy phần nước trong phía trên của beaker tiến hành phân tích COD, SS, đo pH và độ đục của nước thải trước và sau xử lý ở các liều lượng phèn khác nhau
Trang 6Hình 3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm chọn liều lượng PAC thích hợp
2.3.2 Thí nghiệm định hướng 2: Xác định liều
lượng H 2 O 2 phù hợp cho Fenton/ozone
Thí nghiệm này nhằm đánh giá ảnh hưởng của
liều lượng H2O2 đến hiệu quả xử lý của quá trình
Fenton/ozone Thí nghiệm được tiến hành với
mẫu nước thải sau keo tụ bằng PAC, thời gian
phản ứng 45 phút (Lê Hoàng Việt et al., 2018),
liều lượng Fe2+ là 200 mg/L với 6 mốc liều lượng
H2O2 biến thiên từ 42 mg/L đến 237 mg/L, mỗi
khoảng biến thiên 39 mg/L
Mẫu nước thải trước và sau xử lý được phân tích
COD và tổng Coliforms Do chỉ là thí nghiệm
định hướng để kiểm tra lại liều lượng H2O2 phù
hợp nên thí nghiệm tiến hành 1 lần và các chỉ tiêu
theo dõi tương tự như thí nghiệm định hướng 1
2.3.3 Thí nghiệm định hướng 3: Xác định liều
lượng Fe 2+
Thí nghiệm được tiến hành nhằm đánh giá ảnh
hưởng của liều lượng Fe2+ đến hiệu quả xử lý của
quá trình Fenton/ozone Thời gian phản ứng 45
phút, lượng H2O2 được chọn từ thí nghiệm 2, trong khi đó lượng Fe2+ biến thiên từ 50 - 300 mg/L, tăng dần mỗi mức 50 mg/L Do chỉ là thí nghiệm định hướng nên quy trình thực hiện và các thông số theo dõi tương tự như ở thí nghiệm định hướng 2
2.3.4 Thí nghiệm 4: Vận hành trên mô hình keo
tụ - lắng kết hợp Fenton/ozone
Thí nghiệm được vận hành chính thức với liều lượng keo tụ đã tìm ra từ các thí nghiệm trên Nước thải được đưa vào bể phản ứng Fenton/ozone và vận hành với liều lượng H2O2 và
Fe2+ rút ra từ kết quả các thí nghiệm 2 và 3 Nước thải sau xử lý được thu thập và phân tích các thông số pH, DO, SS, BOD5,COD, N-NO3-,
N-NH3, P-PO43-, tổng Coliforms Do thí nghiệm chỉ
thực hiện 1 lần trên mô hình thí nghiệm nên mẫu nước thải được thu thập trong 3 ngày liên tiếp để đánh giá nhằm đảm bảo tính chính xác của kết quả thực hiện (Hình 3)
Nước thải y tế
Đo pH, độ đục, phân tích COD, SS Phèn PAC
Lấy phần nước trong đo pH, độ đục, phân tích COD
Vẽ đồ thị pH, độ đục, SS, COD để so sánh và chọn
mức liều lượng keo tụ thích hợp
Tiến hành thí nghiệm với khoảng liều lượng PAC hẹp hơn
Vẽ đồ thị pH, độ đục, SS, COD để so sánh và chọn
mức liều lượng keo tụ thích hợp Lấy phần nước trong đo pH, độ đục, phân tích COD
Cốc 1
50 mg/L
Cốc 2
100 mg/L
Cốc 3
150 mg/L
Cốc 4
200 mg/L
Cốc 5
250 mg/L
Cốc 6
300 mg/L
Trang 7Hình 3 Sơ đồ xử lý nước thải bằng quá trình keo tụ - lắng kết hợp Fenton/ozone
2.4 Phương pháp và phương tiện phân tích mẫu
Các thông số ô nhiễm theo dõi trong thí nghiệm bao gồm pH, SS, COD, BOD5, N-NO3-, N-NH3, P-PO43-,
tổng Coliforms, thêm vào đó thông số DO được đo đạc để theo dõi việc cấp khí cho quá trình xử lý sinh
học
Bảng 1 Phương pháp - phương tiện phân tích các thông số ô nhiễm
Nước thải y tế
đo pH, độ đục, phân tích COD, SS phèn PAC
Thí nghiệm xác định liều lượng chất keo tụ làm mốc thí nghiệm
đo pH, độ đục, phân tích COD, SS
SS, DO, COD, BOD5,N-NO3-,
N-NH3, P-PO43-, tổng Coliforms
Nước sau xử lý
Kết quả
Thí nghiệm xác định liều lượng H2O2 và Fe2+
Kết quả
Vận hành chính thức quá trình keo tụ - lắng kết hợp Fenton/ozone
phân tích COD, tổng
Coliforms
Trang 82.5 Phương pháp xử lý số liệu
Các số liệu thu thập và kết quả phân tích mẫu
nước được tổng hợp và xử lý bằng phần mềm MS
Excel 2007
3 KẾT QUẢ - THẢO LUẬN
3.1 Thành phần và tính chất nước thải
Theo khảo sát thực tế Bệnh viện Đa khoa huyện
Châu Thành, tỉnh Hậu Giang có 9 khoa và 150
giường, nước thải có thành phần chủ yếu là nước
thải sinh hoạt, phát sinh từ bệnh nhân, người nuôi
bệnh, nhân viên Nước thải được thu gom dẫn về
cống dẫn nước thải tập trung Một ngày bệnh viện
xả thải khoảng 55 - 60 m3, tập trung nhiều từ 7
giờ sáng đến 11 giờ trưa là khoảng thời gian diễn
ra nhiều hoạt động khám chữa bệnh của bệnh
viện Về mặt cảm quan nước thải bệnh viện có ít
cặn lơ lửng, rất ít dầu mỡ, màu trắng đục và
không có mùi
- Nước thải từ bệnh viện có pH dao động từ
7,03 đến 7,10 nằm trong khoảng pH trung tính
phù hợp với công bố của Nguyễn Thanh Hà
(2015) Nếu áp dụng biện pháp Fenton /ozone
sẽ phải hạ pH 3 để tạo môi trường thích hợp
(Umadevi, 2015)
- Nồng độ DO thấp dao động trong khoảng 0,77
- 0,97 mg/L chứng tỏ nước thải vừa mới thải ra
có chứa nhiều chất hữu cơ
- Nồng độ chất rắn lơ lửng trong nước thải dao
động trong khoảng 98 - 101,47 mg/L tương
đối thấp do nước thải đã chảy qua hệ thống
thoát nước có nhiều hố ga lắng cặn Tuy nhiên
giá trị này cao gấp đôi so với yêu cầu xả thải
của QCVN 28:2010/BTNMT
- Nồng độ COD dao động tương đối thấp trong
khoảng 256,67 - 266,47 mg/L và nồng độ
BOD5 trong khoảng 141,50 - 170,67 mg/L do
có những ngày bệnh viện sử dụng hóa chất tẩy
rửa, khử trùng Khi đó tỉ số BOD5/COD dao
động lớn từ 0,55 đến 0,64; với tỉ số
BOD5/COD > 0,5 đảm bảo hiệu quả của công
đoạn xử lý sinh học
- Nồng độ N-NO3- thấp dao động từ 1,23 đến
4,67 mg/L và N-NH3 cao dao động từ 12,47 đến 15,87 mg/L chứng tỏ đây là nước thải vừa mới thải ra
- Nồng độ P-PO43- tương đối cao dao động trong khoảng 10,97 - 11,13 mg/L do bệnh viện sử dụng nhiều chất giặt, tẩy trong quá trình vệ sinh và khử trùng Tuy nhiên giá trị này đạt yêu cầu xả thải quy định theo QCVN 28:2010/BTNMT
- Tỉ lệ BOD5 : N : P là 156,08 : 17,12 : 11,05 tương đương với 100 : 10,97 : 7,08, tỉ lệ này đảm bảo dưỡng chất cho quá trình xử lý sinh học tuy nhiên giá trị phốt-pho cao sẽ tạo ra dư lượng P gây ảnh hưởng cho nguồn tiếp nhận
- Tổng Coliforms dao động trong khoảng từ
1,3×106 - 2,1×106 MPN/100 mL phù hợp với công bố của Nguyễn Xuân Nguyên & Phạm Hồng Hải (2004)
Với những đặc điểm trên, nước thải thí nghiệm cần phải qua công đoạn xử lý sơ cấp trước khi đưa sang xử lý sinh học thì mới đạt quy chuẩn xả thải
Và nếu nước thải được xử lý bằng quá trình Fenton/ozone thì ban đầu phải hạ pH 3 để tạo môi trường phản ứng thích hợp Trong nghiên cứu này H2SO4 32% được sử dụng để hạ thấp pH của nước
3.2 Kết quả thí nghiệm chọn liều lượng chất keo tụ thích hợp
3.2.1 Thí nghiệm định hướng [a]: Xác định lượng PAC
Trong thí nghiệm này PAC được chọn làm chất keo tụ với liều lượng biến thiên từ 50 đến 300 mg/L, mỗi mức liều lượng cách nhau 50 mg/L Kết quả thí nghiệm được trình bày ở Hình 4 Nồng độ chất rắn lơ lửng SS và độ đục (đơn vị tính: NTU) giảm mạnh khi liều lượng PAC tăng
từ 0 đến 100 mg/L do PAC tạo các ion Al3+ có khả năng trung hòa điện tích các hạt keo Bên cạnh đó PAC còn hình thành kết tủa Al(OH)3 hấp phụ các hạt keo và kéo theo chất rắn lơ lửng trong nước thải lắng xuống Sau đó nếu tiếp tục tăng liều lượng PAC thì nồng độ SS và độ đục có xu
Trang 9hướng tăng trở lại, điều này là do khi sử dụng chất
keo tụ quá liều, lượng ion Al3+ trong nước tăng
cao, các hạt keo hút nhiều các ion Al3+ sẽ tái ổn
định và không lắng tốt
Tương tự SS, nồng độ COD trong nước thải có
giá trị trước xử lý là 159,75 mg/L và giảm xuống
mức thấp nhất 62,95 mg/L ở liều lượng PAC là
100 mg/L COD giảm do một phần chất hữu cơ
trong nước thải nằm dưới dạng SS và các hạt keo,
do đó khi SS giảm sẽ làm cho COD trong nước
giảm theo, ngoài ra một ít chất hữu cơ dạng hòa
tan cũng có thể bị hấp phụ và lắng theo các bông
cặn Ở liều lượng PAC > 100 mg/L do các hạt keo tái ổn định trở lại, hiệu quả loại SS và hạt keo giảm dẫn đến hiệu suất loại bỏ COD cũng giảm theo
Nước thải đầu vào có pH = 7,1 thích hợp cho quá trình keo tụ của phèn PAC Sau khi keo tụ giá trị
pH giảm là do các ion nhôm trong phèn phản ứng với độ kiềm trong nước thải tạo thành Al(OH)3 kết tủa, để lại trong nước gốc a-xít có trong phèn
và các ion H+ làm cho pH của nước giảm
Từ các kết quả trên, liều lượng PAC ở giá trị 100 mg/L được chọn để tiếp tục thí nghiệm
Hình 4 Nồng độ ô nhiễm trong nước thải khi xử lý ở các liều lượng PAC khác nhau
Trang 103.2.2 Thí nghiệm định hướng [b]: Chọn liều
lượng chất keo tụ thích hợp
Thí nghiệm định hướng [a] tiến hành với khoảng
liều lượng PAC biến thiên tương đối rộng Để xác
định liều lượng PAC chính xác hơn, thí nghiệm
này được tiến hành với khoảng liều lượng xung quanh giá trị PAC = 100 mg/L đã chọn từ thí nghiệm định hướng [a] Ba ngưỡng liều lượng PAC được lựa chọn để tiến hành thí nghiệm này
là 80 mg/L, 100 mg/L và 120 mg/L
Hình 5 Các thông số ô nhiễm trong nước thải ở các mức liều lượng PAC khác nhau