Các phương pháp xử lý phospho trong nước thải hiệu quả nhất hiện nay

Phospho là một trong những nguyên tố gây nên mối nguy hiểm lớn khi tích tụ trong nguồn nước. Việc xả thải chứa nhiều phospho không qua xử lý đang gây ra hiện tượng phú dưỡng, làm suy thoái môi trường nước và ảnh hưởng đến sự sống của nhiều sinh vật thủy sinh. Trong bài viết này, Môi Trường Song Phụng sẽ cùng bạn tìm hiểu các phương pháp xử lý phospho trong nước thải đang được đánh giá là hiệu quả nhất hiện nay.

Tại sao cần loại bỏ phospho ra khỏi nước thải?

Loại bỏ phospho ra khỏi nguồn nước thải là một trong những bước vô cùng quan trọng nhằm bảo vệ môi trường và cân bằng sinh thái. Phospho tuy là chất dinh dưỡng cần thiết đối với thực vật, sinh vật nhưng những nơi có nguồn nước nhiễm phospho quá nặng có thể dẫn đến hiện tượng phú dưỡng. Có nghĩa là nguồn nước có chứa nhiều dinh dưỡng dẫn đến gây ra những tác động tiêu cực.

Hơn nữa, khi nước thải có chứa phospho ra môi trường mà không qua xử lý đúng cách, nó còn tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển mạnh mẽ của tảo và các loại thực vật thuỷ sinh khac. Khi tảo phát triển nhanh tạo thành từng lớp dày, ngăn cản ánh sáng mặt trời thâm nhập vào lớp nước sâu hơn. 

Khi đó, quá trình quang hợp của các sinh vật dưới nước giảm, dẫn đến nồng độ oxy của suy giảm đáng kể. Điều này dẫn đến việc các sinh vật dưới nước, dẫn đến sự suy giảm nồng độ oxy hòa tan. Khi oxy trong nước giảm, cá và các sinh vật thủy sinh khác có thể bị chết hàng loạt, làm mất cân bằng sinh thái và giảm đa dạng sinh học. 

Quá trình phân huỷ xác của tảo, các sinh vật chết tạo ra một lượng lớn phospho hữu cơ, cung cấp dinh dưỡng cho sự phát triển của tảo, gây ra một vòng lặp phản hồi tiêu cực. Kết quả hiện tượng “vòng xoáy tử vong” này có thể kéo dài, gây hại không chỉ cho hệ sinh thái mà còn cho chất lượng nước.

Bên cạnh những tác động đến môi trường nước, phospho còn ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe của con người. Nước bị ô nhiễm photpho có thể gây hại nếu uống hoặc tiếp xúc trực tiếp. Thông thường, dư lượng phospho có trong nước xuất hiện là do phân bón nông nghiệp, nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp và nước thải y tế. Đặc biệt là quy trình xử lý nước thải y tế, bệnh viện chưa được thực hiện tốt.

Nhằm loại bỏ những tác động của phospho, các quy trình xử lý nước thải hiện đại đã được áp dụng phổ biến. Thông thường, các chất hóa học thường được dùng đó là muối sắt hoặc nhôm nhằm tạo ra kết tủa dưới dạng chất rắn. Sau đó, các chất rắn này sẽ được  loại bỏ nhờ quá trình lắng hoặc lọc.

Đối với phương pháp sinh học, chúng ta sẽ sử dụng các vi sinh vật nhằm hấp thụ phospho. Ngoài ra còn có phương pháp vật lý sử dụng màng lọc hoặc quá trình hấp thụ nhằm đảm bảo nước thải có chất lượng tốt, đáp ứng tiêu chuẩn khắt khe trước khi thải ra môi trường.

Như vậy, ứng dụng các phương pháp xử lý phospho trong nước để ngăn chặn tình trạng phú dưỡng, bảo vệ hệ sinh thái và con người là vô cùng quan trọng.  

Các phương pháp xử lý phospho trong nước thải

Có những phương pháp xử lý phospho trong nước nào đang được sử dụng? Cụ thể, hiện có 2 phương pháp đó là: Sinh học và hoá học. Mỗi phương pháp sẽ có cơ chế hoạt động, ưu và nhược điểm hoàn toàn khác nhau. Cụ thể:

Phương pháp sinh học

Phương pháp sinh học ứng dụng những vi sinh vật nhằm mục đích loại bỏ phospho ra khỏi nước thải. Khi đó, các vi sinh vật này sẽ tiến hành hấp thụ và chuyển hóa phospho trong quá trình phân huỷ các hợp chất hữu cơ.

Khi sử dụng phương pháp sinh học sẽ có 3 công nghệ được ứng dụng như sau:

• Công nghệ xử lý A/O (Anoxic/Oxic): Đây là quy trình xử lý sinh học liên tục, dùng hệ vi sinh vật yếm khí và hiếu khí nhằm mục đích phân huỷ những chất hữu cơ. 
• Công nghệ xử lý SBR (Sequencing Batch Reactor): Công nghệ này sử dụng hệ thống kỵ khí. Từ đó, nó có thể phân huỷ chất hữu cơ trong nước thải. Kế đến, hệ thống sẽ sử dụng bùn hoạt tính để tạo ra một quần thể các vi sinh vật tối ưu nhằm loại bỏ toàn bộ photpho trong nước thải.
• Công nghệ xử lý SBR (Sequencing Batch Reactor): Công nghệ này hoạt động theo nguyên lý xử lý nước thải theo từng mẻ và có ứng dụng công nghệ vi sinh trong quá trình thực hiện. Công nghệ SBR còn có công dụng trong việc xử lý hiệu quả nước thải chứa chất hữu cơ nhằm giảm thiểu hàm lượng Nitơ và chất rắn lơ lửng.

Phương pháp xử lý phospho trong nước thải bằng công nghệ sinh học mang lại hiệu quả cao, tuỳ thuộc vào hệ thống trang thiết bị mà nước thải có thể được xử lý theo tiêu chuẩn mong muốn. 

Nhờ hoạt động của các vi sinh vật hiếu khí, các chất hữu cơ trong nước thải sẽ được phân hủy hoàn toàn. Để tối ưu hóa quá trình này, bể kỵ khí cần được bố trí ở đầu hệ thống nhằm tạo điều kiện cho vi khuẩn phát triển. Bùn hoạt tính kết hợp cùng với quần thể vi sinh vật đa dạng có thể loại bỏ photpho và các chất ô nhiễm khác, đảm bảo nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn xả thải.

Có thể bạn quan tâm:

• Công nghệ xử lý nước thải AO là gì?
• Top 5 công nghệ xử lý nước thải hiện đại, tối ưu nhất hiện nay
• Xử lý bod trong nước thải như thế nào?

Phương pháp hóa học

Phương pháp xử lý phospho trong nước thải hiệu quả nhất tiếp theo đó là sử dụng các chất hoá học. Phương pháp này được thực hiện khá đơn giản. Tuy nhiên, nó có thể tạo ra lượng bùn phát sinh trong quá trình xử lý. Bên cạnh đó, quá trình vận hành và bảo trì hệ thống cần thêm nhiều chi phí.

Trong phương pháp xử lý nước thải này, các hóa chất xử lý nước cần được pha trộn theo đúng tỷ lệ. Các loại hóa chất keo tụ tạo bông, để loại bỏ các chất rắn ra khỏi nước nhờ nguyên lý lắng lọc hoặc tách chiết bằng màng lọc. 

Cụ thể, quá trình này bao gồm các phản ứng hoá học nhằm mục đích tách phospho từ nước thải và chuyển đổi nó thành dạng rắn. Khi đó, nồng độ phospho trong nước thải sẽ đảm bảo ở ngưỡng cho phép.

Theo tiêu chuẩn, nồng độ phospho < 0,1 mgP/lít, có thể thêm hóa chất tại thiết bị lọc. Tuy nhiên, với nồng độ thấp hơn, hệ thống cần dùng thêm những hóa chất tối ưu nhằm loại bỏ hoàn toàn phospho.

Một số loại hóa chất được sử dụng phổ biến:

Đầu tiên, các chất hoá học được ứng dụng để xử lý phospho trong nước thải đó là vôi bột. Quá trình phản ứng hóa học xảy ra như sau: 

• 5Ca2+ + 3PO43- + OH– ↔ Ca5(PO4)3(OH)
• Mg2+ + 2OH–              ↔ Mg(OH)2
• Ca2+ + CO32-              ↔ CaCO3

Tiếp theo, chúng ta có thể dùng phèn nhôm xử lý photpho dựa theo phương trình hóa học như sau:

• Al3+ + PO43+  ↔ AlPO4
• Al3+ + 3OH–    ↔ Al(OH)3

Cuối cùng là sử dụng phèn sắt trong xử lý phospho theo phương trình hóa học sau:

• Fe3+ + PO43-  ↔ FePO4
• Fe3+ + 3OH–    ↔ Fe(OH)3

Kết luận

Vậy là chúng ta đã cùng nhau tìm hiểu về ​​các phương pháp xử lý phospho trong nước thải hiệu quả nhất hiện nay. Việc xử lý phospho trong nguồn nước thải là yêu cầu vô cùng cấp thiết nhằm mục đích bảo vệ môi trường, hệ sinh thái. Để đạt hiệu quả tốt nhất, việc kết hợp các công nghệ xử lý hiện đại cũng như nâng cao ý thức về bảo vệ môi trường trong cộng đồng. Hy vọng những thông tin mà Môi Trường Song Phụng mang đến giúp ích cho bạn.

Xem thêm các phương pháp xử lý nước thải:

• Xử lý nước thải bằng phương pháp vật lý và ứng dụng hiện nay
• Quy trình xử lý nước thải bằng vi sinh vật và lưu ý cần biết
• 5+ Cách xử lý nước thải bằng phương pháp hoá học hiệu quả