5 Cách để xử lý độ màu của nước thải tiết kiệm chi phí

Nước thải có độ màu cao không chỉ ảnh hưởng đến môi trường mà còn gây khó khăn trong xử lý. Bài viết này của Môi Trường Song Phụng sẽ giới thiệu cách xử lý độ màu của nước thải hiệu quả, tiết kiệm chi phí, giúp doanh nghiệp cải thiện chất lượng nước thải, tuân thủ quy định và tối ưu chi phí vận hành.

Độ màu của nước thải là gì?

Khái niệm

Độ màu của nước thải là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng nước thải, cho biết màu sắc của nước thải do các chất hòa tan hoặc lơ lửng trong nước tạo ra. Màu sắc này có thể xuất phát từ các chất hữu cơ tự nhiên (như tanin, lignin, axit humic), các chất hữu cơ nhân tạo (như thuốc nhuộm, hóa chất), các chất vô cơ (như muối kim loại, ion khoáng), hoặc do sự phát triển của vi sinh vật.

Ý nghĩa độ màu nước thải với môi trường

• Đánh giá mức độ ô nhiễm: Độ màu của nước thải thường tỷ lệ thuận với mức độ ô nhiễm. Nước thải có màu càng đậm thì mức độ ô nhiễm càng cao.
• Xác định nguồn gốc ô nhiễm: Màu sắc của nước thải có thể giúp xác định nguồn gốc của các chất ô nhiễm. Ví dụ, nước thải có màu đen có thể chứa nhiều chất hữu cơ, nước thải có màu vàng có thể chứa kim loại nặng.
• Lựa chọn phương pháp xử lý: Độ màu của nước thải là một trong những yếu tố cần xem xét khi lựa chọn phương pháp xử lý nước thải phù hợp.

Các phương pháp xác định độ màu của nước thải

Hiện nay, có ba phương pháp chính để đo lường độ màu của nước thải:

• Phương pháp so màu bằng mắt thường: Dựa vào cảm quan thị giác để so sánh màu sắc của mẫu nước thải với thang màu chuẩn. Thường được sử dụng trong các quan sát ban đầu hoặc khi không yêu cầu độ chính xác cao.
• Sử dụng thiết bị quang học: Sử dụng máy đo màu để so sánh màu sắc của mẫu nước thải với thang màu chuẩn. Phù hợp sử dụng trong các phòng thí nghiệm hoặc khi cần độ chính xác cao.
• Phương pháp đo độ hấp thụ quang phổ: Sử dụng thiết bị đo độ hấp thụ tại bước sóng 𝜆 = 410 nm để xác định chính xác nồng độ các chất gây màu trong nước.
• Phương pháp sử dụng màng lọc: Sử dụng màng lọc để loại bỏ các chất gây màu trong nước thải, sau đó so sánh màu sắc của nước thải trước và sau khi lọc.

Nguyên nhân gây ra độ màu trong nước thải

• Chất hữu cơ hòa tan: Các hợp chất hữu cơ như tannin, lignin từ sản xuất giấy, dệt nhuộm, chế biến thực phẩm,… gây ra độ màu cao.
• Thuốc nhuộm và hóa chất: Nước thải ngành dệt nhuộm chứa nhiều phẩm màu, hóa chất không phân hủy, tạo màu bền vững trong nước.
• Kim loại nặng: Sắt, mangan, crom trong nước thải công nghiệp làm nước có màu vàng, nâu đỏ hoặc xanh.
• Chất thải sinh hoạt và nông nghiệp: Chứa các hợp chất humic, acid fulvic tạo màu nâu vàng cho nước.
• Vi sinh vật: Tảo, vi khuẩn sinh sôi trong nước thải cũng là nguyên nhân gây màu, đặc biệt trong môi trường nhiều dinh dưỡng (eutrophication).

Hướng dẫn cách xử lý độ màu của nước thải

Để xử lý độ màu của nước thải thì chúng ta có rất nhiều cách. Tuy nhiên, mỗi phương pháp sẽ phù hợp với những điều kiện khác nhau, các bạn hãy tìm hiểu 6 phương pháp dưới đây nhé:

Xử lý độ màu của nước thải bằng phương pháp keo tụ

Nguyên lý hoạt động

Phương pháp keo tụ dựa trên cơ chế làm mất ổn định các hạt keo lơ lửng trong nước thải, khiến chúng kết dính lại với nhau thành các bông cặn lớn hơn, dễ dàng lắng xuống hoặc nổi lên để loại bỏ. Quá trình này thường bao gồm hai giai đoạn keo tụ và tạo bông.

Hóa chất thường dùng

• PAC (Poly Aluminium Chloride)
• Phèn nhôm (Al2(SO4)3.18H2O)
• Phèn sắt (FeCl3 hoặc Fe2(SO4)3)
• Aluminium chloride (AlCl3)

Ưu điểm

• Hiệu quả xử lý cao: Có thể giảm đáng kể màu nước và loại bỏ các tạp chất không tan.
• Chi phí đầu tư thấp: So với các phương pháp xử lý khác, phương pháp keo tụ có chi phí đầu tư thấp hơn.
• Dễ vận hành: Quá trình keo tụ tương đối đơn giản và dễ vận hành.

Hạn chế

• Tạo ra bùn thải: Quá trình keo tụ tạo ra một lượng bùn thải đáng kể, cần phải xử lý trước khi thải ra môi trường.
• Yêu cầu kiểm soát pH: Hiệu quả của quá trình keo tụ phụ thuộc vào pH của nước thải.
• Có thể gây ô nhiễm thứ cấp: Nếu sử dụng quá nhiều hóa chất keo tụ, có thể gây ô nhiễm thứ cấp cho nước thải.

>>> Đọc thêm: Xử lý nước thải nhà máy giấy bằng phương pháp an toàn, bền vững

Xử lý độ màu của nước thải bằng phương pháp màng lọc

Nguyên lý hoạt động

Phương pháp màng lọc sử dụng các màng bán thấm để tách các chất ô nhiễm, bao gồm cả các hợp chất tạo màu, ra khỏi nước thải. Nước thải được ép qua màng lọc dưới áp suất, các phân tử nước và các chất có kích thước nhỏ hơn lỗ màng sẽ đi qua màng, trong khi các chất ô nhiễm có kích thước lớn hơn sẽ bị giữ lại trên màng.

Các loại màng lọc phổ biến

• Màng vi lọc (MF): Loại bỏ các hạt có kích thước lớn hơn 0.1 micron, như cặn bẩn, bùn đất, vi khuẩn.
• Màng siêu lọc (UF): Giữ lại các hạt có kích thước từ 0.01 đến 0.1 micron, như virus, protein, và một số hợp chất hữu cơ nhỏ.
• Màng nano (NF): Có khả năng loại bỏ các ion đa hóa trị và chất hữu cơ hòa tan có kích thước nhỏ hơn 0.01 micron.
• Màng thẩm thấu ngược (RO): Loại bỏ hầu hết các chất hòa tan, bao gồm cả muối, khoáng chất, và các chất hữu cơ hòa tan, mang lại nguồn nước sạch nhất.

Ưu điểm 

• Hiệu quả xử lý cao: Có thể loại bỏ hầu hết các chất ô nhiễm, bao gồm cả các hợp chất tạo màu.
• Chất lượng nước sau xử lý tốt: Nước thải sau khi xử lý bằng phương pháp màng lọc thường có chất lượng rất tốt, có thể tái sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau.
• Ổn định: Quá trình màng lọc diễn ra ổn định, ít bị ảnh hưởng bởi các yếu tố bên ngoài.
• Ít sử dụng hóa chất: So với các phương pháp xử lý khác, phương pháp màng lọc ít sử dụng hóa chất hơn.

Nhược điểm 

• Chi phí đầu tư cao: Màng lọc có giá thành cao, và chi phí vận hành cũng không hề thấp.
• Yêu cầu bảo trì: Màng lọc cần được bảo trì thường xuyên để đảm bảo hiệu quả hoạt động.
• Có thể bị tắc nghẽn: Màng lọc có thể bị tắc nghẽn bởi các chất ô nhiễm, làm giảm hiệu quả xử lý.

>>> Đọc thêm: Công nghệ xử lý nước sạch lọc đĩa tiên tiến, hiệu quả cao

Giảm độ màu của nước thải bằng phương pháp oxy hóa

Nguyên lý hoạt động

Phương pháp oxy hóa dựa trên nguyên tắc sử dụng các chất oxy hóa mạnh để phá vỡ cấu trúc của các hợp chất hữu cơ gây màu, biến chúng thành các chất dễ phân hủy hơn hoặc các chất không màu. Quá trình oxy hóa có thể diễn ra thông qua nhiều phản ứng hóa học khác nhau, tùy thuộc vào chất oxy hóa được sử dụng.

Các chất oxy hóa thường dùng

• Clo và hợp chất Clo: Loại bỏ các chất ô nhiễm như hydro sunfua, metyl sunfua.
• Phương pháp Fenton (Fe2+/H2O2): Sử dụng sắt và hydro peroxit để oxy hóa mạnh các hợp chất hữu cơ, giúp phân hủy các chất khó xử lý trong nước thải công nghiệp như dệt nhuộm, sản xuất giấy.
• Hydro Peroxide (H2O2): Hydro peroxide là một chất oxy hóa mạnh, thường được sử dụng kết hợp với các chất xúc tác (như sắt) để tạo ra các gốc tự do, có khả năng oxy hóa mạnh mẽ các hợp chất hữu cơ.

Ưu điểm

• Hiệu quả xử lý cao: Có thể loại bỏ nhiều loại hợp chất màu khác nhau, bao gồm cả các chất khó phân hủy.
• Thời gian xử lý ngắn: Quá trình oxy hóa diễn ra nhanh chóng, giúp giảm thời gian xử lý nước thải.
• Có thể xử lý nước thải có độ màu cao: Phương pháp oxy hóa phù hợp để xử lý nước thải có độ màu cao, đặc biệt là nước thải từ các ngành công nghiệp như dệt nhuộm, sản xuất giấy.

Nhược điểm

• Chi phí đầu tư và vận hành cao: Các chất oxy hóa thường có giá thành cao, và quá trình oxy hóa cũng đòi hỏi năng lượng.
• Có thể tạo ra sản phẩm phụ độc hại: Một số chất oxy hóa (như clo) có thể tạo ra các sản phẩm phụ độc hại, cần phải xử lý trước khi thải ra môi trường.
• Yêu cầu kiểm soát chặt chẽ: Quá trình oxy hóa cần được kiểm soát chặt chẽ để đảm bảo hiệu quả xử lý và tránh tạo ra các sản phẩm phụ độc hại.

Xử lý độ màu của nước thải bằng phương pháp điện hóa

Có ba phương pháp điện hóa thường được áp dụng để xử lý độ màu trong nước thải:

Phương pháp	Nguyên lý hoạt động	Ưu điểm	Nhược điểm	Ứng dụng
Oxy hóa điện hóa	Oxy hóa các chất hữu cơ độc hại, khó phân hủy thành CO₂ và H₂O nhờ vi sinh vật (VSV)	Hiệu quả xử lý cao, có thể phân hủy các chất hữu cơ khó phân hủy.	Chi phí đầu tư và vận hành cao, có thể tạo ra sản phẩm phụ.	Xử lý nước thải từ ngành công nghiệp dược phẩm, hóa chất.
Keo tụ điện hóa	Dùng để xử lý nước thải chứa màu hữu cơ khó phân hủy. Dựa trên nguyên tắc hòa tan anot để tạo hydroxit có hoạt tính cao, keo tụ chất ô nhiễm (đặc biệt là màu hữu cơ).	Chi phí thấp hơn oxy hóa điện hóa, hiệu quả với nhiều màu hữu cơ.	Tạo ra bùn thải, hiệu quả phụ thuộc vào pH.	Xử lý nước thải từ ngành dệt nhuộm, in ấn.
Tuyển nổi điện hóa	Tạo ra bong bóng khí kéo theo tạp chất và độ màu nổi lên bề mặt, dễ dàng loại bỏ.	Loại bỏ chất màu và chất lơ lửng hiệu quả, thời gian xử lý ngắn.	Chi phí cao hơn keo tụ điện hóa, cần kiểm soát thông số chặt chẽ.	Xử lý nước thải từ ngành chế biến thực phẩm, khai thác khoáng sản.

>>> Xem thêm: Tìm hiểu công nghệ FBR, cơ chế hoạt động và ứng dụng thực tế

Xử lý độ màu của nước thải bằng phương pháp hấp thụ

Phương pháp hấp phụ để loại bỏ độ màu trong nước thải thường sử dụng các vật liệu như than hoạt tính, zeolit, tro than, hay chitin. Trong số đó, than hoạt tính được đánh giá là hiệu quả nhất trong việc hấp phụ màu sắc, giúp cải thiện chất lượng nước. 

Ngoài khả năng khử màu, than hoạt tính còn có tác dụng làm giảm mùi hôi khó chịu của nước thải. Hiện nay, phương pháp này chủ yếu được áp dụng tại các nhà máy xử lý nước thải có công suất nhỏ, nơi nước thải có mức độ nhiễm màu cao, giúp mang lại hiệu quả xử lý nhanh chóng và tiết kiệm.

Ứng dụng xử lý độ màu trong các ngành công nghiệp

Xử lý độ màu trong nước thải là vấn đề quan trọng đối với nhiều ngành công nghiệp, vì các chất màu có thể gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng đến nguồn nước. Dưới đây là một số ngành công nghiệp ứng dụng các phương pháp xử lý độ màu:

• Ngành dệt nhuộm: Sử dụng nhiều hóa chất nhuộm, tạo ra nước thải có độ màu cao. Các phương pháp như keo tụ điện hóa, oxi hóa điện hóa, và tuyển nổi điện hóa giúp loại bỏ màu nhuộm và tái sử dụng nước.
• Ngành thực phẩm và đồ uống: Các sản phẩm như nước giải khát, nước trái cây có thể gây ra nước thải có màu. Keo tụ điện hóa và oxi hóa điện hóa được sử dụng để loại bỏ màu từ phụ gia và thành phần tự nhiên.
• Ngành giấy và bột giấy: Quá trình nhuộm và xử lý giấy tạo ra nước thải có độ màu cao. Tuyển nổi điện hóa và oxi hóa điện hóa giúp loại bỏ các chất màu khó phân hủy.
• Ngành dược phẩm: Nước thải từ sản xuất thuốc có thể chứa các hợp chất màu. Keo tụ điện hóa và oxi hóa điện hóa giúp giảm độ màu và loại bỏ chất ô nhiễm.
• Ngành da và thuộc da: Sử dụng nhiều hóa chất nhuộm, tạo ra nước thải có độ màu cao. Oxi hóa điện hóa và keo tụ điện hóa giúp xử lý hiệu quả các chất màu.
• Ngành hóa chất: Nước thải từ sản xuất hóa chất có thể chứa các hợp chất hữu cơ màu. Oxi hóa điện hóa và tuyển nổi điện hóa giúp loại bỏ màu và các chất ô nhiễm hữu cơ.

Tiêu chuẩn QCVN về độ màu trong nước thải tại Việt Nam

Tại Việt Nam, theo QCVN 40:2011/BTNMT về nước thải công nghiệp, độ màu trong nước thải được đo bằng đơn vị Pt-Co và có các giới hạn cụ thể:

• Ngành dệt nhuộm, thuộc da, giấy và bột giấy: giới hạn độ màu là 50 Pt-Co.
• Ngành hóa chất, mỹ phẩm, thực phẩm và đồ uống: giới hạn độ màu là 40 Pt-Co.
• Các ngành công nghiệp khác: giới hạn độ màu là 30 Pt-Co.

Các giới hạn này giúp đảm bảo nước thải không gây ô nhiễm và đáp ứng tiêu chuẩn bảo vệ môi trường.

Hy vọng bài viết đã mang đến cho bạn những thông tin hữu ích về các phương pháp xử lý độ màu nước thải phổ biến hiện nay. Mỗi phương pháp đều có ưu và nhược điểm riêng, phù hợp với từng điều kiện và nhu cầu của doanh nghiệp. Nếu bạn cần tư vấn hoặc tìm mua các sản phẩm xử lý nước thải, hãy liên hệ ngay với Môi Trường Song Phụng để được hỗ trợ chi tiết và nhanh chóng.

>>> Tham khảo dịch vụ:

• Dịch vụ sửa chữa bơm màng khí nén uy tín, chất lượng tại Môi Trường Song Phụng
• Dịch vụ thay vật liệu lọc cho tất cả các loại hệ thống lọc nước