PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN HÓA TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI
Bên cạnh các phương pháp xử lý nước thải bằng các phương pháp như hấp thụ, hấp phụ, sinh học,… thì xử lý nước thải bằng phương pháp điện hóa là phương pháp hiện đại nhưng mang lại nhiều lợi ích với chi phí vận hành đơn giản mang lại hiệu quả xử lý nước thải cao được ứng dụng trong nhiều loại nước thải khác nhau để xử lý ô nhiễm. Đây là một phương pháp hóa lý chủ yếu, nhằm tái chế và làm sạch nước thải, giảm tác động tiêu cực đối với môi trường.
Trong bài viết này, hãy cùng Hoà Bình Xanh tìm hiểu rõ hơn tổng quan về phương pháp điện hóa cũng như một số ứng dụng phổ biến của phương pháp điện hóa hiện nay.
TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN HÓA
Xử lý nước thải bằng phương pháp điện hóa là một phương pháp hóa lý tái chế nước thải, quá trình này diễn ra dưới tác động của dòng điện sử dụng các điện cực hòa tan và không hòa tan.
Trong quá trình này, các kết tủa kim loại nặng chuyển thành dạng hydroxide để loại bỏ khỏi dòng thải. Phương pháp này đặc biệt ưu việt vì không sử dụng thuốc thử, từ đó giúp quá trình kiểm soát trở nên dễ dàng và có khả năng tự động hóa.
Phương pháp điện hóa không sử dụng hóa chất mà chủ sử dụng dòng điện 1 chiều nên quá trình vận hành rất dễ dàng, cùng với việc kiểm soát quá trình cũng không khó khăn, vì vậy chúng có khả năng tự động hóa.
CƠ CHẾ HOẠT ĐỘNG
Cơ chế hoạt động: sử dụng nguyên lý điện phân để phá hủy các chất ô nhiễm hữu cơ, vô cơ trong nước thải thông qua các phản ứng hóa học xảy ra trên bề mặt các điện cực anode và catode.
Cụ thể, trong quá trình điện phân, ở các điện cực:
- Trên cực âm (catode): Nước bị khử thành ion OH– và H2.
- Trên cực dương (anode): Nước bị oxy hóa thành O2, H+ và electron.
- Electron tạo thành dòng điện đi từ catode đến anode. Các ion OH– và H+ phản ứng với nhau tạo thành H2O.
Hơn nữa, trong quá trình này còn sinh ra các chất oxy hóa mạnh như ion hypochlorite (ClO-) và axit hypochlorous (HClO) có khả năng oxy hóa các chất ô nhiễm hữu cơ, vô cơ trong nước thải.
Nhờ vậy mà các chất độc hại trong nước thải sẽ bị phân hủy hoàn toàn thành các sản phẩm đơn giản hơn như khí carbon dioxide, nước và các muối vô hại.
QUY TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN HÓA
KEO TỤ ĐIỆN HÓA
Giai đoạn keo tụ điện hóa là bước đầu tiên trong quy trình điện hóa xử lý nước thải. Bước này sử dụng keo chứa các hạt kim loại nano (như Ag, Cu) có khả năng dẫn điện cao làm chất xúc tác.
Keo tụ được cho vào bể xử lý cùng với nước thải cần xử lý. Khi áp điện trường xoay chiều từ bên ngoài, electron sẽ di chuyển trên bề mặt các hạt kim loại theo chiều của trường điện. Điều này tạo ra sự khác biệt về điện thế giữa các bề mặt hạt, kích hoạt phản ứng oxy hóa và khử.
PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ ĐIỆN HÓA
Qua các phản ứng hóa học diễn ra tại bề mặt hạt kim loại, các chất ô nhiễm trong nước thải như chất hữu cơ, dầu mỡ, phenol, phân hủy thành các sản phẩm đơn giản hơn như CO2, ion kim loại, muối vô cơ. Giai đoạn này giúp loại bỏ khoảng 50-70% lượng ô nhiễm ban đầu, đem lại hiệu quả xử lý cao cho các bước tiếp theo.
Phương pháp này có những đặc điểm như sau:
- Quá trình chỉ sử dụng dòng điện một chiều.
- Bên phía điện cực dương sẽ tạo ra chất keo tụ trên các kim loại hòa tan như: Nhôm, sắt, chì,…
- Cần lựa chọn nồng độ pH của các kim loại hòa tan phù hợp với đặc trưng của từng loại nước thải.
- Bể keo tụ điện hóa luôn luôn phải được nạp nước thải liên tục.
⇒ Tất cả các hoạt động như: thời gian lưu lượng nước, cường độ dòng điện, hiệu điện thế và hiệu suất vận hành phải được thực hiện đồng bộ và có sự bổ trợ lẫn nhau.
OXY HÓA ĐIỆN HÓA
Trong giai đoạn này, nước thải từ bước trước được dẫn vào bể xử lý, sau đó áp điện thế giữa cực dương và cực âm. Ở cực dương, quá trình phân ly nước xảy ra, tạo thành các gốc hydroxyl (OH–) và clo (Cl–) rất mạnh.
Các gốc này sẽ oxy hóa các chất ô nhiễm hữu cơ còn lại trong nước thải thành các sản phẩm đơn giản hơn như CO2, H2O, ion nitrat, sunfat,… Quá trình này loại bỏ khoảng 20-30% lượng ô nhiễm.
Anot là vật liệu quyết định đến hiệu quả hiệu quả oxy hóa. Trong quá trình điện phân, các phản ứng phụ tạo oxy có thể làm giảm hiệu suất oxy hóa.
Điều kiện để anot hoạt động hiệu quả cao:
- Có tính quá thế oxy hóa cao
- Tồn tại bền vững trong các điều kiện môi trường khác nhau
- Anot có vai trò xúc tác điện hóa cho quá trình oxy hóa.
TUYỂN NỔI ĐIỆN HOÁ
Giai đoạn tuyển nổi là giai đoạn cuối cùng trong quy trình điện hóa xử lý nước thải. Tại giai đoạn này, nước sau khi đã được xử lý qua hai bước trước sẽ được dẫn vào bể tuyển nổi có lắp đặt điện cực dương và âm. Khi áp điện thế, các hạt cặn lơ lửng còn tồn tại trong nước sẽ bị ion hóa.
Do có độ dương điện cao hơn nên các ion dương sẽ di chuyển về phía cực âm, các ion âm di chuyển về phía cực dương theo tác dụng của trường điện. Qua đó, các hạt bụi, cặn lơ lửng được tách ra khỏi nước.
Giai đoạn này loại bỏ khoảng 10-15% lượng ô nhiễm còn lại, đạt độ tinh khiết rất cao cho nước thải sau xử lý, đáp ứng yêu cầu xả ra môi trường.
Đặc điểm nổi bật của phương pháp điện hóa
Không cần phụ gia hóa học, chỉ sử dụng năng lượng điện. Quá trình xử lý diễn ra trực tiếp trên bề mặt điện cực.
- Có thể xử lý được các chất ô nhiễm hữu cơ và vô cơ, kể cả chất khó phân hủy sinh học.
- Thiết bị đơn giản, chi phí đầu tư và vận hành thấp so với các phương pháp khác.
- Quá trình vận hành liên tục, tốc độ xử lý nhanh.
- Có thể tái sử dụng nước thải sau xử lý hoặc xả thải ra môi trường đạt tiêu chuẩn.
- Tiêu thụ năng lượng thấp, thân thiện với môi trường.
⇒ Đây là phương pháp có nhiều triển vọng trong xử lý các nguồn nước thải công nghiệp và sinh hoạt.
ỨNG DỤNG CỦA PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN HÓA
Có một số ứng dụng chính của phương pháp điện hóa trong xử lý nước và môi trường:
– Xử lý nước thải công nghiệp: Nước thải chứa chất hữu cơ và độc từ các ngành dệt may, giấy, thực phẩm, hóa chất…
– Xử lý nước thải sinh hoạt: Nước thải đô thị, khu công nghiệp, bệnh viện có chứa chất hữu cơ, kim loại nặng.
– Xử lý môi trường: Xử lý chất thải rắn, khí thải, nước ô nhiễm chứa phenol, cyanide trước khi xả ra môi trường.
Phương pháp điện hóa đang dần khẳng định vai trò quan trọng của mình trong lĩnh vực xử lý nước thải hiện nay. Với khả năng loại bỏ cao hơn 90% các chất ô nhiễm, kể cả những chất khó phân hủy khác, phương pháp điện hóa giúp đáp ứng yêu cầu xử lý ngày càng cao về môi trường. Đồng thời, tính ưu việt về đơn giản, linh hoạt trong vận hành, tiết kiệm chi phí so với các phương pháp truyền thống khiến điện hóa trở thành lựa chọn hàng đầu trong nhiều dự án xử lý nước thải hiện nay.
Dịch vụ xử lý nước thải – Công ty TNHH Công nghệ môi trường Hòa Bình Xanh
Công ty TNHH Công nghệ môi trường Hòa Bình Xanh là đơn vị chuyên cung cấp dịch vụ xử lý nước thải uy tín, chuyên nghiệp hàng đầu tại Việt Nam. Với đội ngũ kỹ sư, chuyên gia giàu kinh nghiệm, cùng hệ thống trang thiết bị hiện đại, chúng tôi cam kết mang đến cho khách hàng những giải pháp xử lý nước thải hiệu quả, tiết kiệm và thân thiện với môi trường. Ngoài ra Hòa Bình Xanh còn có các giải pháp xử lý khí thải, nước thải (nhà hàng, chế biến thủy sản, khách sạn,…)
Với phương châm: ”Uy tín, chất lượng là hàng đầu” Hòa Bình Xanh cam kết sẽ mang đến cho quý khách hàng sản phẩm và dịch vụ tốt nhất, đáp ứng nhu cầu cần thiết của quý khách.
Công ty TNHH Công nghệ Môi trường Hòa Bình Xanh
Quý khách hàng có nhu cầu hợp tác công ty để xử lý nước thải hoặc quan tâm đến các hạng mục khác, hãy liên hệ với chúng tôi qua HOTLINE: 0943.466.579 để nhận được sự hỗ trợ nhanh nhất và tận tình nhất.
