Bể trung hòa là gì? Quy trình hoạt động của bể trung hòa thế nào?

Trong quá trình xử lý nước thải, bể trung hòa đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh độ pH của nước, tạo điều kiện thuận lợi cho các giai đoạn xử lý tiếp theo. Bài viết dưới đây của Môi Trường Song Phụng sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về bể trung hòa và các yếu tố quan trọng để tăng năng suất của hệ thống.

Cấu tạo của bể trung hòa trong hệ thống xử lý nước

Bể trung hòa là thiết bị quan trọng trong quy trình xử lý nước thải, có chức năng điều chỉnh độ pH của nước thải về mức trung tính (thường trong khoảng 6,5 đến 8) để tạo điều kiện thuận lợi cho các giai đoạn xử lý tiếp theo, đặc biệt là xử lý sinh học

Dựa trên kiến thức tổng quát về hệ thống xử lý nước, cấu tạo của bể trung hòa thường bao gồm các thành phần sau. Lưu ý rằng cấu trúc cụ thể có thể thay đổi tùy thuộc vào quy mô, loại nước cần xử lý và các yêu cầu kỹ thuật riêng:

• Thân bể: Thường làm bằng bê tông cốt thép hoặc thép không gỉ, có dung tích từ vài m3 đến hàng trăm m3 tùy theo công suất thiết kế.
• Hệ thống trộn: Bao gồm các máy trộn chìm hoặc máy trộn nổi giúp khuấy đều nước thải trong bể, đảm bảo quá trình trung hòa pH diễn ra hiệu quả.
• Hệ thống van, ống dẫn: Dùng để dẫn nước thải vào, nước thải ra khỏi bể và bổ sung hóa chất trung hòa khi cần thiết.
• Hệ thống đo đạc và điều khiển: Gồm cảm biến đo pH, cảm biến mực nước kết hợp với bộ điều khiển PLC/MCU để giám sát và tự động điều chỉnh lượng hóa chất bổ sung nhằm duy trì pH trong khoảng 6,5-8.
• Hệ thống bơm hóa chất: Dùng để bơm các hóa chất trung hòa như vôi, natri hydroxit vào bể theo tín hiệu từ hệ thống đo pH.
• Cống thoát nước: Để xả nước sau khi đã được điều chỉnh pH ra khỏi bể, tiếp tục các giai đoạn xử lý tiếp theo.

 

Vai trò của bể trung hòa xử lý nước thải

Bể trung hòa đóng một vai trò cực kỳ quan trọng trong quá trình xử lý nước thải. Chức năng chính của bể này là điều chỉnh độ pH của nước thải về mức trung tính (thường từ 6.5 đến 8), tạo điều kiện thuận lợi cho các giai đoạn xử lý tiếp theo. Ngoài ra, một số vai trò khác có thể kể đến như: 

 

• Giảm tính độc hại của nước thải bằng cách trung hòa các hợp chất có tính axit hoặc kiềm mạnh, từ đó hạn chế ảnh hưởng xấu đến môi trường và sức khỏe sinh vật thủy sinh.
• Bảo vệ hệ thống xử lý và cơ sở hạ tầng khỏi sự ăn mòn do nước thải có tính axit cao, giúp tăng tuổi thọ thiết bị, giảm chi phí bảo trì.
• Hỗ trợ loại bỏ chất rắn lơ lửng thông qua quá trình lắng lọc, góp phần nâng cao hiệu quả xử lý nước thải tổng thể.
• Đảm bảo nước thải sau xử lý an toàn khi xả ra môi trường tự nhiên hoặc hệ thống thoát nước đô thị, ngăn ngừa tác động tiêu cực đến các vùng nước tiếp nhận.
• Tăng tính linh hoạt trong xử lý nước thải đa dạng với các mức pH khác nhau, giúp hệ thống xử lý thích ứng tốt với nhiều loại nước thải công nghiệp và sinh hoạt.
• 

  Bể trung hòa giúp điều chỉnh độ pH của nước thải về mức trung tính

Các phương pháp trung hòa trong xử lý nước thải công nghiệp 

Một số phương pháp trung hòa phổ biến trong xử lý nước thải công nghiệp có thể kể đến như: 

Phương pháp 1: Trung hòa bằng cách hòa tan nước thải chứa kiềm và chứa axit

• Phương pháp này kết hợp giữa 2 khu vực phân xưởng hoặc 2 nhà máy, trong đó có một khu vực chứa nước thải tính kiểm kết hợp với khu vực nước thải chứa axit dẫn chung vào bể điều hòa để thành một nguồn chung duy nhất. 
• Phương pháp này tiết kiệm, đơn giản và hiệu quả, tuy nhiên cần có sự kết hợp giữa hai nguồn nước thải với tính chất khác nhau. 

Phương pháp 2: Sử dụng vật liệu lọc

• Sử dụng vật liệu lọc không được ứng dụng để xử lý nước thải công nghiệp chứa nhiều kim loại nặng mà chỉ dùng cho nước thải chứa axit như Clohydric (hcl 32%), Nitric (HN03) và Sulfuric (H2SO4).
• Nước thải lúc này sẽ đi qua bể lọc chứa đá hoa cương, đá vôi,… với kích thước 3-7cm, vận tốc dưới 5m3/h. Chiều chảy của nước thải là chiều ngang hoặc thẳng đứng. 

Phương pháp 3: Bổ sung hóa chất

Phương pháp này phù hợp để xử lý nguồn nước thải axit hoặc nồng độ kiềm quá cao, thường dùng hóa chất Ca(OH)2 10%, Ca(OH)2 20% và NaOH 32%. Các hóa chất này sẽ bơm định lượng với liều lượng nhất định vào nguồn nước thải. 

Phương pháp 4: Sử dụng khí thải

Sử dụng khí thải có tính axit hoặc bazơ để trung hòa nước thải. Phương pháp này được đánh giá là cách xử lý tốt nhất và giúp tiết kiệm nhiều chi phí. 

>>> Nghiên cứu thêm về bể lắng:

• Bể Lắng Ngang Là Gì? Ứng Dụng Trong Xử Lý Nước Thải
• Bể lắng đứng: Tổng quan, thiết kế và ứng dụng trong xử lý nước thải
• Bể lắng cát: Tất tần tật những gì bạn cần biết

Quy trình hoạt động của bể trung hòa

Quy trình hoạt động của bể trung hòa gồm 6 bước bao gồm: 

Bước 1: Thu gom nước thải

Tập trung các dòng nước thải từ các nguồn khác nhau thông qua hệ thống cống thoát nước. Nước sau đó sẽ dẫn đến hệ thống cống chính và vận chuyển tới trạm xử lý để tiếp tục xử lý theo quy trình tiếp theo. 

Bước 2: Vận chuyển nước thải đến bể trung hòa

Nước thải sau thu gom sẽ dẫn theo đường ống chuyên dụng đến bể trung hòa. Để vận chuyển nước thải an toàn thì đường ống phải đảm bảo kỹ thuật và nhờ hệ thống van, bể trung giúp điều tiết lưu lượng cho phép. 

Bước 3: Khuấy trộn nước thải

Tiến hành khuấy trộn nước để thực hiện trung hòa pH. Các máy khuấy sẽ hoạt động liên tục 24/24, khuấy đều mọi phần nước thải trong không gian bể, làm các dòng nước thải có độ pH khác nhau tiếp xúc và lưu thông với nhau. 

Bước 4: Phản ứng cân bằng pH

Phương trình phản ứng cân bằng pH: H+ + OH- => H2O.

Quá trình này giúp trung hòa lẫn nhau giữa các dòng nước thải có độ kiềm và axit khác nhau, đưa pH về mức cân bằng 6.5-8. 

Bước 5: Đo pH và điều chỉnh lượng chất

Hệ thống cảm biến pH đo liên tục mức độ axit/kiềm. Nếu chưa đạt yêu cầu thì tín hiệu điều khiển sẽ bật máy bơm và bơm thêm chất trung hòa như natri hidroxit và vôi vào bể cho đến như pH ổn định. 

Bước 6: Xả nước thải sau khi trung hòa pH

Nước xả sẽ được xả ra khỏi bể trung hòa thông qua hệ thống van xả sau khi điều chỉnh độ pH ổn định và dẫn nguồn chảy chung về một bể điều hòa. Bước này hoàn tất quá trình trung hòa pH ban đầu, chuyển nguồn nước đến hệ thống xử lý sau. 

Các yếu tố cần xem xét khi xây dựng bể trung hòa 

Khi xây dựng bể trung hòa trong hệ thống xử lý nước thải, cần xem xét các yếu tố sau để đảm bảo hiệu quả và vận hành ổn định:

• Tính chất nước thải: Đánh giá pH ban đầu, tính axit hoặc kiềm, nồng độ các chất ô nhiễm để lựa chọn phương pháp trung hòa và hóa chất phù hợp.
• Dung tích và kích thước bể: Phải đủ lớn để chứa và xử lý lượng nước thải theo lưu lượng thiết kế, đảm bảo thời gian lưu nước đủ cho quá trình trung hòa diễn ra hoàn chỉnh.
• Vật liệu xây dựng: Thân bể nên làm bằng bê tông cốt thép hoặc thép không gỉ để chống ăn mòn do môi trường axit hoặc kiềm mạnh trong nước thải.
• Hệ thống khuấy trộn: Máy trộn chìm hoặc nổi cần đảm bảo khuấy đều toàn bộ thể tích bể, giúp các dòng nước thải có pH khác nhau tiếp xúc và phản ứng trung hòa hiệu quả.
• Hệ thống đo đạc và điều khiển tự động: Cảm biến pH, mực nước kết hợp bộ điều khiển PLC hoặc MCU để giám sát liên tục và tự động điều chỉnh lượng hóa chất bổ sung, duy trì pH ổn định trong khoảng 6,5-8.
• Hệ thống bơm hóa chất: Bơm định lượng chính xác các hóa chất trung hòa như vôi, natri hydroxit, axit sulfuric hoặc axit clohidric theo tín hiệu điều khiển, tránh quá liều hoặc thiếu liều.
• Hệ thống ống dẫn và van xả: Thiết kế hợp lý để đảm bảo dòng chảy ổn định, dễ dàng vận hành và bảo trì.
• Thời gian tiếp xúc và lưu nước: Thiết kế thời gian lưu nước đủ để các phản ứng trung hòa hoàn tất, thường từ 30 phút đến 1 giờ hoặc hơn tùy tính chất nước thải.
• Chi phí vận hành và bảo trì: Lựa chọn thiết bị, hóa chất và công nghệ phù hợp để tối ưu chi phí vận hành lâu dài.
• An toàn và môi trường: Đảm bảo các biện pháp an toàn khi xử lý hóa chất, tránh rò rỉ, ô nhiễm thứ cấp và bảo vệ sức khỏe người vận hành

Nồng độ ô nhiễm của nước thải ảnh hưởng đến việc chọn phương pháp trung hòa phù hợp

Các hóa chất thường được sử dụng

Hóa chất thường được sử dụng trong bể trung hòa gồm:

• Hydroxit kali (KOH): Hóa chất kiềm dùng để tăng pH cho nước thải có pH thấp.
• Hydroxit natri (NaOH): Chất kiềm phổ biến trong trung hòa pH nước thải.
• Axit sunfuric (H2SO4): Chất axit sử dụng để giảm pH nước thải khi pH quá cao.
• Axit clohidric (HCl): Axit có tính ăn mòn cao, thường được tiêm vào nước thải công nghiệp.
• Axit nitric (HNO3): Dùng khi cần giảm pH mạnh trong điều kiện an toàn.
• Axit axetic (CH3COOH): Hoạt động nhẹ hơn các loại axit trên, dùng điều chỉnh pH nhẹ.
• Vôi tôi (CaO): Hóa chất kết tủa hiệu quả trong trầm tích, khử mùi hôi.

Có thể thấy bể trung hòa đóng vai trò rất quan trọng trong quy trình xử lý nước thải. Hy vọng qua bài viết trên đã giúp bạn hiểu rõ hơn các thông tin liên quan tới bể trung hòa. Nếu còn bất cứ thắc mắc gì liên hệ ngay với Môi Trường Song Phụng để được giải đáp tận tình nhé!

Tìm hiểu các bể xử lý nước thải khác:

• Bể trung hòa là gì? Quy trình hoạt động của bể trung hòa thế nào?
• Bể Anoxic trong xử lý nước thải: Nguyên lý, ưu điểm, và cách tối ưu hóa
• Bể tuyển nổi là gì? Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ứng dụng