IV. Phương pháp hóa sinh:
# Các công trình xử lý phụ khác:
I.2. Khử trùng bằng phương pháp hóa học:
Cơ sở của phương pháp này là sử dụng các chất oxy hóa mạnh để oxy hóa men của tế bào vi sinh vật và tiêu diệt chúng. Các hóa chất thường dùng là các halogen như: clo, brôm, iod, clodioxit và các hợp chất khác của clo, ozon, kali permanganat, hydro, peoxit,…Phương pháp khử trùng hóa học có hiệu suất cao nên được sử dụng rất rộng rãi và cho mọi quy mô ( trang 168, [20] ).
I.2.1. Sát trùng nước bằng clo và các hợp chất của clo:
Bản chất tác dụng khử trùng của clo là quá trình oxy hóa khử diễn ra khi tương tác clo và các hợp chất của nó với các chất hữu cơ ở mạng vi sinh. Axit tham gia vào phản ứng với men khuẩn và phá hủy trao đổi trong mạng khuẩn.
Tẩy trùng bằng clo sẽ diễn ra quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ, thí dụ các chất mùn khoáng thành CO2, sắt(II) oxy hóa thành sắt (III); Mn (II) thành Mn(IV), các chất huyền phù bền vững chuyển thành không bền vững do sự phân hủy của chất keo bảo vệ.
Clo hóa có vai trò to lớn trong việc làm sạch các tạp chất lơ lửng phân tán mịn trong nước, khả năng làm mất màu nước và tạo điều kiện thuận lợi để làm trong nước và lọc nước.
Clo hòa tan vào trong nước thành hai axit – clorua và clorat: H2O + Cl2 → HCl + HClO
Axit clorat rất yếu và sự phân ly của nó phụ thuộc vào pH của môi trường. pH càng thấp nồng độ axit clorat càng cao và do có thế oxy hóa khử cao tạo điều kiện khử trùng nước. Vì vậy, khử trùng nước bằng clo và các hợp chất chứa clo nên tiến hành trước khi cho chất kiềm vào nước ( trang 56- 57, [11] ).
Sử dụng phương pháp này diệt khuẩn cho nước rất phổ biến vì hiệu quả cao và kinh tế.
I.2.2. Khử khuẩn bằng ozon:
Phương pháp ozon hóa được dùng ngày càng nhiều để xử lý nước thải và nước uống nhất là ở các nước phát triển, vì nó có hiệu quả trong việc khử các hợp chất gây mùi vị khó chịu hay màu cho nước.
Tuy nhiên, do thiết bị ozon hóa phức tạp, giá thành khử trùng cao nên việc sử dụng ozon ở các nước đang phát triển còn bị hạn chế ( trang 222-223, [19] ).
I.2.3 Khử khuẩn bằng iod:
Khử khuẩn bằng Iod cần liều lượng cao, nhưng không hiệu quả khi nước khử trùng có màu hoặc đục. Do dễ bay hơi trong các dịch thể nên phương pháp này chỉ sử dụng khi khẩn cấp và bị hạn chế nhiều ( trang 222, [19] ).
I.2.4. Khử khuẩn bằng KMnO4:
Là chất oxy hóa mạnh, có hiệu quả chống lại vi khuẩn gây bệnh thổ tả nhưng không hiệu quả đối với các mầm bệnh khác. Nó để lại các vệt màu trong thùng đựng nên phương pháp này cũng rất ít sử dụng.
II. Khử mùi và vị ( tẩy uế ):
Tẩy uế là xử lý nước với mục đích khử các mùi hôi và vị gây nên bởi các chất khác nhau có mặt trong nước đôi khi với lượng không xác định được qua phân tích. Mùi trong nước có thể do: H2S, C6H5OH, Cl2, các muối hòa tan,…, các chất hoạt động bề mặt trong nước hay các chất độc trong nông nghiệp đưa đến.
Tẩy uế bằng cách lọc qua lớp than hoạt tính. Để khử phenol và clophenol ứng dụng clo hóa nước, nhận được dẫn xuất polyclo không có mùi hôi. Tác dụng khử mùi và vị của clo có thể tăng lên nếu thêm permanganat. Phương pháp ozon hóa cũng là phương pháp làm vị nước tốt hơn. Phương pháp này được dùng trong làm sạch các chất hoạt động bề mặt có trong nước ( trang 61-62, [11]).
III. Loại chất phóng xạ:
Trong nước tự nhiên có chứa các chất phóng xạ có nguồn gốc tự nhiên hay nhân tạo. Có thể khử hoạt tính của nước bằng hai cách:
_ Giữ nước trước khi đưa đi sử dụng một khoảng thời gian đủ để phân hủy các đồng vị có thời gian sống ngắn.
_ Loại các chất phóng xạ lơ lửng.
Loại các chất phóng xạ trong nước bằng cách chưng cất, để lắng, lọc, keo tụ, hấp phụ ( bằng đất sét, than hoạt tính, các chất hấp phụ kim loại và các chất khác ) trao đổi ion và kết hợp giữa các phương pháp trên ( trang 75, [11]).
Trong ngành công nghiệp xử lý các chất phóng xạ từ trước đến nay người ta thường chôn chúng trong các hố khoan sâu trong lòng đất ở các nơi hoang vắng, cách xa các khu dân cư. Đối với các chất thải phóng xạ có cường độ thấp người ta thường pha loãng rồi đổ xuống biển hay đại dương ( !
). Trong một số trường hợp nguy hiểm người ta trộn bả thải khô với một số chất phụ gia rồi nấu chảy thành thủy tinh sau đó cất giữ các khối thủy tinh rắn này vào trong các hầm chứa đặc biệt. Hiện nay, người ta cho rằng đây là phương pháp bảo quản chất thải phóng xạ bảo đảm nhất và an toàn nhất ( trang 97, [6]).
PHẦN VI:
KẾT LUẬN
Về phương diện khoa học, môi trường là một lĩnh vực liên ngành, đa ngành; còn về phạm vi ảnh hưởng của nó là một trong những đối tượng mang tính toàn cầu rõ rệt nhất. Nếu sự ô nhiễm môi trường là một tai họa thì “ tai họa này không phải của riêng ai “, mà là chung của tất cả các quốc gia, của toàn nhân loại. Vâng ô nhiễm môi trường nói chung và ô nhiễm nguồn nước nói riêng đang là một vấn đề đáng quan tâm hiện nay.
Ngày nay, với sự phát triển công nghiệp, đô thị và sự bùng nổ dân số đã làm cho nguồn nước tự nhiên bị hao kiệt và ô nhiễm dần. Vì thế, con người phải biết xử lý các nguồn nước cấp để có đủ số lượng và đảm bảo đạt chất lượng cho mọi nhu cầu sản xuất công nghiệp và sinh hoạt, cho chính mình và giải quyết hậu quả của chính mình. Vấn đề xử lý nước nói chung đang trở thành vấn đề cấp bách mang tính chất xã hội và chính trị của cộng đồng.
Nước ta là một nước đang phát triển, nền công nghiệp mới bắt đầu được
xây dựng, chưa có những khu công nghiệp lớn và tập trung, giao thông vận tải
chưa phát triển, số lượng xe cộ chưa nhiều…cho nên nếu nhìn tổng thể thì mức
độ ô nhiễm ở nước ta chưa nghiêm trọng, tỉ trọng của các ngành công nghiệp
trong các yếu tố gây ô nhiễm chưa cao. Tuy nhiên, nếu xét cục bộ thì ở một số
thành phố lớn như Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh; một số thị xã, thị trấn và
vùng phụ cận của một số nhà máy, xí nghiệp…tình trạng ô nhiễm đôi khi là
nghiêm trọng. Ở các thành phố lớn và các khu đông dân cư, các yếu tố gây ô
nhiễm chủ yếu là các chất thải sinh hoạt. Mấy năm gần đây, tình hình ô nhiễm ở
các khu vực này ngày càng trở nên trầm trọng hơn vì tốc độ đô thị hóa ngày
càng cao, trong khi sự phát triển cơ sở hạ tầng chưa đáp ứng kịp. Cũng cần
phải thừa nhận rằng tình trạng nghèo khó, dân trí còn thấp, trình độ quản lý đô
thị còn thấp, mật độ dân số cao…cũng là những yếu tố làm cho vấn đề ô nhiễm
trở nên nặng nề hơn.
Ở các khu công nghiệp và vùng phụ cận, tuy quy mô không lớn nhưng do hầu hết các nhà máy đều có công nghệ cũ, lạc hậu, không có công đoạn xử lý chất thải, tất cả các chất thải đều được thải trực tiếp vào môi trường, cho nên ở các khu vực này tình trạng ô nhiễm là nghiêm trọng, đôi khi sự ô nhiễm còn ảnh hưởng cả đến các vùng khác qua các con đường lan truyền tương ứng.
… Các chất thải từ hoạt động sản xuất công nghiệp, nông nghiệp và sinh hoạt của người dân mà các nguồn nước ở nước ta hiện nay đang bị ô nhiễm với các mức độ khác nhau, đặc biệt là ở các thành phố lớn, các khu công nghiệp và các vùng phụ cận…
Một trong những mục tiêu và nhiệm vụ chủ yếu của thời kỳ đẩy mạnh Công nghiệp hóa- Hiện đại hóa đất nước mà Đại hội Đảng lần thứ VIII đã đề ra là: “ dân cư thành thị và 80% dân số nông thôn được cung cấp nước sạch ” và cần “ xây dựng quy hoạch bảo vệ và khai thác hợp lý nguồn nước,đáp ứng yêu cầu của sản xuất và đời sống”. Để làm được điều đó chúng ta phải “ bằng và dựa vào khoa học và công nghệ ” ( Nghị quyết Trung ương lần thứ II, khóa III ).
Để có được nguồn nước sạch để sinh hoạt và sản xuất, thì các nguồn nước thải nói chung cần phải được xử lý qua các công đoạn khác nhau đảm bảo không bị ô nhiễm trước khi đổ vào nguồn. Hiện nay có rất nhiều các phương pháp xử lý khác nhau. Mỗi phương pháp đều có ưu điểm của nó, tùy theo nguồn nước thải mà ta sử dụng phương pháp thích hợp.
Đối với nước ô nhiễm có nguồn gốc tự nhiên hay nước thải sinh hoạt thường chứa các chất hữu cơ hòa tan dễ bị vi sinh vật phân hủy thì ta dùng phương pháp sinh học ( hiếu khí, kỵ khí, thiếu khí ). Nếu lượng nước thải bé và không chứa các thành phần độc hại thì các quá trình tự nhiên như sa lắng, oxy hóa sinh học…đủ sức làm sạch chúng, và do đó người ta có thể thải trực tiếp nước thải vào sông, hồ hay biển. Tuy nhiên, ngày nay ở các thành phố và khu công nghiệp lớn, lượng nước thải sinh hoạt rất lớn (bình quân 200 l/người/ngày) và có chứa nhiều thành phần độc hại, mặt khác nguồn nước tự nhiên ngày nay cũng đã bị ô nhiễm nhiều hơn do ảnh hưởng từ các nguồn nước thải sinh hoạt và công nghiệp. Vì vậy chúng cần được xử lý trước khi thải vào môi trường. Quá trình xử lý nước thải trường hợp này thường được chia thành ba giai đoạn sau: giai đoạn xử lý sơ bộ để loại các chất phân tán lớn, giai đoạn hai là loại bỏ các tạp chất hữu cơ có mặt trong nước ở hàm lượng lớn bằng cách dùng quá trình oxy hóa sinh học, sau cùng là giai đoạn loại bỏ triệt để các tạp chất có hại đến mức đạt tiêu chuẩn của nước uống, người ta có thể tiến hành các công việc như lọc , keo tụ, loại phot phat, loại các hợp chất của nitơ, sử dụng các phương pháp điện hóa, khử mùi, vị, sát trùng nước.
Đối với nước thải công nghiệp thì thường dùng phương pháp hóa lí và hóa học để loại bỏ các chất khó tan, khó bị vi sinh vật phân hủy hoặc các kim loại nặng từ các nhà máy công nghiệp hóa chất, mạ điện, công nghiệp dệt, sản xuất thuốc trừ sâu… nên việc xử lý nước thải công nghiệp khó hơn nhiều so với việc xử lý nước thải sinh hoạt.
Việc làm sạch các nguồn nước thải công nghiệp được thực hiên cũng gần giống như đối với nước thải thông thường. Các phương pháp xử lý sơ bộ, lắng, lọc, keo tụ, tuyển nổi, hấp phụ, điện hóa,…cũng được sử dụng một cách rộng rãi, cũng như một số phương pháp sinh hóa sử dụng vi sinh vật đối với một số hợp chất hữu cơ đặc biệt. Đối với các kim loại độc như Cd, Pb, Hg, As,… hay không độc hại nhưng cũng nguy hiểm đến sức khỏe con người và sinh vật được loại ra bằng cách kết tủa hóa học, trao đổi ion hay chiết bằng dung môi. Đối với các muối tan và lơ lửng, người ta dùng các phương pháp như kết tủa, trao đổi ion, điện phân, điện thẩm tách, các chất oxy hóa mạnh, điện hóa,…Đối với các chất phóng xạ thì có thể cô đặc rồi chứa trong những thùng chứa đặc biệt và cất giữ cẩn thận, nếu các chất phóng xạ có thời gian bán hủy lớn thì có thể pha loãng rồi thải ra biển. Nếu có sự giám sát thường xuyên và không có sự tập trung các đồng vị phóng xạ bởi các sinh vật thì cách xử lý này hoàn toàn vô hại.
Tuy nhiên, có một số phương pháp hóa – lí học không có giá trị kinh tế cao, tốn kém năng lượng, hóa chất và thiết bị đắt tiền,…hoặc rẻ tiền như phương pháp sinh học nhưng cần có mặt bằng rộng, thời gian xử lý dài.v.v...
Do đó, trong thực tế người ta thường kết hợp các phương pháp đó với nhau sao cho hiệu quả xử lý cao nhất, chi phí thấp nhất là ở các nước đang phát triển như nước ta.
Với sự phát triển của khoa học công nghệ ngày nay, có khá nhiều phương pháp mới đang được nghiên cứu hoặc đã ứng dụng vào quy trình xử lý nhằm làm sạch nước thải đồng thời có thể thu hồi các chất có giá trị mà em chưa có điều kiện cập nhật được. Những phương pháp này có thể khắc phục được một số khuyết điểm khác của các phương pháp trên. Kính mong quý thầy cô hướng dẫn thêm cho em.
