Khám phá 10 hóa chất xử lý nước thải phổ biến nhất và công dụng của chúng

Trong các hệ thống xử lý nước thải, việc sử dụng hóa chất thích hợp đóng vai trò quan trọng giúp loại bỏ những thành phần ô nhiễm trong nước thải hiệu quả. Bài viết này sẽ giới thiệu đến bạn 10 loại hóa chất xử lý nước thải phổ biến nhất hiện nay.

Trong bối cảnh môi trường ngày càng bị ô nhiễm nghiêm trọng, đặc biệt là từ nguồn nước thải công nghiệp và sinh hoạt, việc xử lý nước thải trước khi xả ra môi trường là yêu cầu bắt buộc. Một trong những yếu tố then chốt giúp quá trình này đạt hiệu quả cao chính là hóa chất xử lý nước thải.

Hóa chất là yếu tố then chốt trong các nhà máy xử lý nước thải hiện đại. Ảnh: Water Canada.

Vậy đâu là những loại hóa chất phổ biến và hiệu quả nhất hiện nay trong xử lý nước thải? Mời bạn cùng KPTChem điểm qua top 10 hóa chất xử lý nước thải đang được sử dụng rộng rãi tại các nhà máy, khu công nghiệp và hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt.

PAC (Polyaluminium Chloride) trong xử lý nước thải là hóa chất keo tụ đóng vai trò then chốt trong việc loại bỏ các chất rắn lơ lửng, cặn hữu cơ và tạp chất khó lắng, với hiệu quả vượt trội và khả năng thích ứng với nhiều loại nước thải khác nhau. Về bản chất, PAC là một dạng phèn nhôm clo hóa có công thức tổng quát [Al₂(OH)nCl₆₋n]m, tồn tại dưới dạng bột màu vàng chanh hoặc dung dịch vàng nhạt, được sản xuất thông qua phản ứng giữa axit clohidric và nhôm hydroxit trong điều kiện kiểm soát.

PAC hoạt động theo cơ chế thủy phân tạo ra các ion nhôm tích điện dương mạnh, khi tiếp xúc với các hạt lơ lửng mang điện tích âm trong nước sẽ xảy ra quá trình trung hòa điện tích. Từ đó, các hạt nhỏ liên kết với nhau tạo thành bông cặn lớn hơn (floc) và dễ dàng lắng xuống. Đây chính là cơ sở của quá trình keo tụ - tạo bông, một bước quan trọng trong hệ thống xử lý nước thải đầu nguồn.

Về công dụng, phèn nhôm chủ yếu được sử dụng để loại bỏ chất rắn lơ lửng (SS), giảm độ đục (turbidity), loại bỏ một phần chất hữu cơ, kim loại nặng và vi sinh vật. Không giống như loại phèn nhôm đơn truyền thống, PAC có khả năng làm việc tốt trong dải pH rộng (từ 5.0 đến 9.0) và ít ảnh hưởng đến pH nước sau xử lý nên không cần sử dụng thêm hóa chất điều chỉnh pH, từ đó tiết kiệm chi phí vận hành. Ngoài ra, lượng bùn thải sau keo tụ cũng ít hơn, kết cấu bùn đặc, dễ tách nước và dễ xử lý.

Ngoài hiệu quả xử lý cao, hóa chất keo tụ PAC còn được đánh giá cao ở sự tiện lợi khi có thể hòa tan nhanh trong nước, không gây ăn mòn thiết bị nếu sử dụng đúng cách và an toàn hơn so với các hóa chất có gốc axit mạnh.

Với những ưu điểm kể trên, nó được ứng dụng rộng rãi trong nhiều hệ thống xử lý nước thải như: nước thải sinh hoạt đô thị, nước thải công nghiệp nhẹ (thực phẩm, dệt nhuộm, giấy), nước thải ngành khai khoáng, hóa chất và đặc biệt hiệu quả trong xử lý nước mặt, nước sông trước khi cấp cho sinh hoạt. Trong xử lý nước thải có màu, nước nhiễm hữu cơ cao hoặc nước có độ đục lớn, PAC thường được kết hợp cùng các chất trợ lắng như polyme (PAM) để nâng cao hiệu quả tạo bông và rút ngắn thời gian lắng.

Hóa chất keo tụ và trợ lắng giữ vai trò quan trọng trong loại bỏ cặn và các hợp chất ô nhiễm lơ lửng trong nước thải. Ảnh: Accepta.

PAM (Polyacrylamide, polyme) là một trong những loại hóa chất xử lý nước thải đóng vai trò đặc biệt quan trọng trong quá trình keo tụ - tạo bông. Đây là hợp chất cao phân tử có khả năng hòa tan trong nước và tạo liên kết với các hạt cặn lơ lửng trong nước, giúp tăng hiệu quả lắng và làm trong nước đầu ra. PAM tồn tại dưới hai dạng chính là anion và cation, mỗi dạng phù hợp với từng loại nước thải khác nhau tùy thuộc vào tính chất của cặn và thành phần ô nhiễm.

Trong xử lý nước thải, polyme không trực tiếp tạo bông mà hoạt động như một chất trợ lắng, hỗ trợ quá trình kết bông sau khi đã xử lý sơ bộ bằng các hóa chất keo tụ như phèn nhôm (PAC) hoặc phèn sắt (FeCl₃). Cấu trúc mạch dài của PAM giúp các hạt cặn đã được trung hòa điện tích dễ dàng liên kết lại với nhau thành những bông cặn lớn hơn, có trọng lượng lớn và dễ dàng lắng xuống đáy bể lắng hoặc được loại bỏ bằng thiết bị tách cặn.

Một trong những ưu điểm nổi bật của chất này chính là hiệu quả sử dụng với liều lượng rất thấp nhưng vẫn mang lại khả năng tạo bông cực tốt. Điều này không những tiết kiệm chi phí hóa chất mà còn giúp giảm lượng bùn phát sinh trong quá trình xử lý, từ đó tiết kiệm chi phí vận hành hệ thống và giảm tải cho công đoạn xử lý bùn. Ngoài ra, PAM ít gây thay đổi pH của nước, nên không làm ảnh hưởng đến sự ổn định của quá trình xử lý sinh học phía sau, điều mà nhiều hóa chất khác có thể gây ra.

Nhờ đó, nó được ứng dụng rộng rãi trong xử lý nước thải công nghiệp, đặc biệt là các ngành sản xuất giấy, dệt nhuộm, thực phẩm, nước giải khát, hóa chất, xi mạ và nước thải sinh hoạt đô thị. Trong hệ thống xử lý bùn thải, chất trợ lắng còn được dùng trong công đoạn ép bùn nhằm tăng độ rắn của bánh bùn và giảm lượng nước thải quay vòng, góp phần nâng cao hiệu quả quản lý chất thải.

Xút ăn da (xúc lỏng, xúc vảy, caustic soda,…) là một bazơ mạnh, với tên khoa học là natri hydroxit (NaOH). Công dụng chính của xút trong xử lý nước thải là điều chỉnh pH, đặc biệt đối với nước thải có tính axit (luyện kim, dệt nhuộm, sản xuất giấy, thực phẩm, hóa chất, chế biến thủy sản) hoặc dòng nước có pH thấp sau các bước xử lý bằng axit trước đó. Ngoài ra, caustic soda còn được sử dụng để kết tủa các ion kim loại nặng như sắt, kẽm, đồng, crom,... tạo thành hydroxit không tan, dễ lắng. Đây là một trong những ứng dụng quan trọng giúp loại bỏ thành phần độc hại trước khi nước thải được xử lý tiếp hoặc xả ra môi trường.

Một trong những ưu điểm nổi bật của hóa chất NaOH là khả năng phản ứng nhanh, hiệu quả cao và dễ kiểm soát nồng độ trong hệ thống. Đặc biệt, xút lỏng thường được sử dụng trong nhà máy xử lý nước thải tự động vì có thể định lượng chính xác bằng bơm hoặc hệ thống điều khiển tự động, đảm bảo pH luôn nằm trong ngưỡng tối ưu cho các giai đoạn kế tiếp như keo tụ hoặc xử lý sinh học.

Không chỉ vậy, xút còn đặc biệt hiệu quả trong xử lý dầu mỡ hoặc chất hữu cơ phức tạp trong nước thải, bằng cách thủy phân các liên kết ester trong chất béo, giúp phân tách chúng thành các thành phần dễ phân hủy hơn. Trong xử lý sinh học, việc duy trì pH ổn định cũng góp phần bảo vệ và duy trì hoạt động của hệ vi sinh vật trong bể hiếu khí hoặc kỵ khí, là yếu tố then chốt để giảm BOD, COD và amoni.

Vôi tôi hoặc vôi bột (Ca(OH)₂) là một trong những hóa chất xử lý nước thải phổ biến và lâu đời nhất trong các hệ thống xử lý nước hiện đại. Nhờ vào tính kiềm mạnh, khả năng phản ứng cao và giá thành hợp lý, vôi được ứng dụng rộng rãi rất rộng rãi.

Trong xử lý nước thải, vôi chủ yếu được sử dụng để điều chỉnh pH hỗ trợ quá trình keo tụ, lắng, khử kim loại nặng và xử lý sinh học. Ví dụ, khi bổ sung vào nước thải có tính axit, vôi sẽ làm tăng pH nhanh chóng giúp đưa môi trường về mức trung tính hoặc kiềm nhẹ tùy theo yêu cầu xử lý; hay giúp cải thiện hiệu quả tạo bông cặn và thúc đẩy quá trình lắng diễn ra nhanh hơn, giảm thời gian lưu nước trong bể lắng và tiết kiệm diện tích công trình; nó cũng có khả năng hỗ trợ làm giảm độ đục của nước, nhất là khi sử dụng kết hợp với các hóa chất keo tụ.

Bên cạnh đó, với có khả năng tạo kết tủa khi phản ứng với phosphate để tạo thành các hợp chất không tan, dễ lắng và dễ tách ra khỏi dòng nước nên vôi là lựa chọn tối ưu cho các hệ thống cần kiểm soát nồng độ phốt pho trong nước đầu ra theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia.

Tương tự như các bazơ (xúc, vôi tôi), các axit vô cơ cũng được sử dụng trong hệ thống xử lý nước thải với mục đích điều chỉnh pH. Trong đó, axit sunfuric (H₂SO₄) và axit clohidric (HCl) là hai lựa chọn phổ biến và hiệu quả, được ứng dụng rộng rãi trong nhiều hệ thống xử lý nước thải công nghiệp cũng như nước thải sinh hoạt.

Axit sunfuric (H₂SO₄)

Với đặc tính là một axit mạnh có nồng độ cao và khả năng phân ly hoàn toàn trong nước, hóa chất này được dùng chủ yếu để hạ pH của nước thải có tính kiềm hoặc trung tính. Tuy nhiên, do đặc tính ăn mòn cao và có thể sinh nhiệt mạnh khi pha loãng, việc sử dụng axit sunfuric đòi hỏi hệ thống bơm định lượng chuyên dụng và biện pháp an toàn nghiêm ngặt.

Axit clohydric (HCl)

Loại axit vô cơ mạnh này thường được sử dụng trong các hệ thống có yêu cầu điều chỉnh pH nhanh chóng hoặc cần kiểm soát ion sunfat trong nước thải sau xử lý. Với khả năng phân ly hoàn toàn trong nước, HCl dễ dàng hạ pH đến mức mong muốn và thường được ưu tiên sử dụng trong các ngành như xi mạ, điện tử, sản xuất thép, hóa chất hoặc nước thải sau khi xử lý bằng NaOH.

Ngoài ra, trong các trường hợp yêu cầu oxi hóa nhẹ các hợp chất hữu cơ hoặc vô cơ, axit nitric (HNO₃) có thể được sử dụng nhờ tính oxi hóa yếu kèm khả năng điều chỉnh pH.

Nước sau khi xử lý nước thải có thể được dùng vào nhiều mục đích như: tưới cây, vệ sinh đô thị, tái sử dụng trong sản xuất công nghiệp,… hoặc xả trở lại môi trường. Ảnh: Nathan Dumlao / Unsplash.

Trong quá trình xử lý nước thải, khử trùng là bước cuối cùng nhưng rất quan trọng nhằm loại bỏ vi sinh vật gây bệnh còn sót lại. Các chất khử trùng trong xử lý nước thải phổ biến bao gồm:

• Clo và nước javen là lựa chọn phổ biến nhất do chi phí thấp, dễ sử dụng và hiệu quả cao. Chúng hoạt động bằng cách sinh ra axit hypochlorous (HOCl) có tính oxy hóa mạnh, tiêu diệt vi khuẩn, virus và nấm men. Điểm nổi bật là duy trì khả năng khử trùng trong suốt quá trình vận chuyển nước thải sau xử lý, nhưng lại tiềm ẩn khả năng hình thành các sản phẩm phụ gây hại cho môi trường.
• Ngược lại, ozone và oxy già là những chất khử trùng có hiệu lực cao và không để lại dư lượng độc hại. Chúng thường được sử dụng trong các hệ thống yêu cầu chất lượng nước đầu ra cao như bệnh viện, nhà máy thực phẩm, hoặc khu công nghiệp đặc thù.

Là một hóa chất oxy hóa mạnh, KMnO₄ được sử dụng hiệu quả để khử màu, khử mùi và loại bỏ các chất ô nhiễm như hợp chất hữu cơ, sắt, mangan, amoni hay H₂S. Với khả năng phản ứng oxy hóa chọn lọc, thuốc tím giúp chuyển hóa các chất độc hại thành dạng dễ lắng hoặc ít độc, mà không tạo ra sản phẩm phụ nguy hiểm.

Ưu điểm lớn của chất này là hiệu lực kéo dài trong nước, giúp duy trì hiệu quả xử lý ổn định mà không cần bổ sung liên tục. Khi phản ứng, nó tạo ra mangan dioxit (MnO₂) không tan và dễ tách bằng lắng hoặc lọc. Nhờ đó, thuốc tím thường được sử dụng trong giai đoạn tiền xử lý nhằm giảm tải ô nhiễm cho các công đoạn phía sau, đặc biệt tại các hệ thống xử lý nước thải công nghiệp, y tế và dệt nhuộm.

Đây là hóa chất chuyên dùng để xử lý nước thải công nghiệp chứa kim loại nặng. Khi cho vào nước, Na₂S tạo ion sunfua (S²⁻) phản ứng với các ion kim loại như Cu²⁺, Zn²⁺, Pb²⁺... tạo kết tủa sulfua không tan, dễ lắng, giúp loại bỏ hiệu quả các kim loại độc hại.

Hóa chất này có ưu điểm phản ứng nhanh, hiệu suất cao, hoạt động tốt trong môi trường pH trung tính đến kiềm, giúp giảm chi phí vận hành. Ngoài ra, nó còn có khả năng khử một số chất oxy hóa trong nước thải. Tuy nhiên, cần kiểm soát chặt quá trình sử dụng do có thể phát sinh khí H₂S độc hại, cần hệ thống thông khí và bảo hộ phù hợp.

Trong thực tiễn, Na₂S thường được ứng dụng trong xử lý nước thải ngành xi mạ, điện tử, thuộc da, luyện kim,... và được đưa vào bể phản ứng sau khi đã điều chỉnh pH, kết hợp với quá trình lắng hoặc lọc để loại bỏ hoàn toàn bông kết tủa chứa kim loại.

Ngoài những hóa chất kể trên, men vi sinh xử lý nước thải cũng được ứng dụng rất phổ biến trong nhiều hệ thống xử lý nước thải hiện nay. Đây là xu hướng ngày càng được ưa chuộng bởi tính thân thiện với môi trường, hiệu quả bền vững và khả năng cải thiện chất lượng nước một cách tự nhiên, an toàn.

Men vi sinh xử lý nước thải là tập hợp các chủng vi sinh vật có lợi, được chọn lọc và nuôi cấy nhằm mục đích phân hủy các chất hữu cơ, chất bẩn và các hợp chất gây ô nhiễm trong nước thải. Các chủng vi sinh vật này hoạt động mạnh mẽ trong điều kiện phù hợp, giúp phá vỡ cấu trúc của các hợp chất phức tạp, từ đó làm giảm nồng độ BOD, COD, TSS (tổng chất rắn lơ lửng) và giảm mùi hôi.

Men vi sinh được chia thành hai loại chính: vi sinh vật hiếu khí (sống và hoạt động trong môi trường giàu oxy) và vi sinh vật kỵ khí (hoạt động trong điều kiện không có hoặc rất ít oxy). Ngoài ra, còn có một số chủng vi sinh vật tùy nghi, có thể thích nghi được cả hai điều kiện tùy vào môi trường xử lý. Trong thực tế, các sản phẩm men vi sinh xử lý nước thải thường là hỗn hợp đa chủng với khả năng cộng sinh, hỗ trợ lẫn nhau, giúp quá trình phân hủy diễn ra nhanh và triệt để hơn.

Một số chủng vi sinh vật phổ biến trong các sản phẩm men vi sinh có thể kể đến như:

• Bacillus subtilis: giúp phân hủy chất béo, protein, tinh bột trong nước thải sinh hoạt, thực phẩm.
• Pseudomonas: có khả năng phân hủy dầu mỡ, chất hữu cơ phức tạp, xử lý nước thải công nghiệp, hóa chất.
• Nitrosomonas và Nitrobacter: tham gia quá trình chuyển hóa Amoni (NH4+) thành Nitrat (NO3-), xử lý nước thải giàu nitơ.
• Lactobacillus: thường có trong các hệ thống xử lý nước thải sinh học hoặc nuôi trồng thủy sản, giúp cân bằng hệ vi sinh.

Điểm nổi bật của men vi sinh là khả năng tự tái tạo và duy trì hệ sinh thái cân bằng trong bể xử lý. Không chỉ giúp nước thải đạt chuẩn mà còn giảm thiểu lượng bùn phát sinh, hạn chế mùi hôi, tăng hiệu quả vận hành hệ thống xử lý sinh học mà không gây hại cho thiết bị hay con người. Đây là lý do tại sao nhiều nhà máy đã và đang chuyển hướng sang sử dụng men vi sinh như một giải pháp xanh – sạch – bền vững.

Men vi sinh xử lý nước thải hiện được ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp (dệt nhuộm, giấy, thủy sản, chế biến thực phẩm, hóa chất…), chăn nuôi, nông nghiệp, thậm chí cả trong bể phốt hộ gia đình. Nhờ vào sự tiến bộ của công nghệ sinh học, các sản phẩm men vi sinh ngày càng đa dạng về chủng loại và phù hợp với nhiều điều kiện xử lý khác nhau. Cùng với đó, nhiều sản phẩm còn được thiết kế dạng bột, dạng lỏng hoặc viên nén, giúp dễ dàng vận chuyển và sử dụng. Đặc biệt, trong bối cảnh ngày càng khắt khe về tiêu chuẩn xả thải và nhu cầu bảo vệ môi trường, việc lựa chọn men vi sinh thay thế hoặc kết hợp với hóa chất xử lý nước thải là giải pháp tối ưu cho cả doanh nghiệp và hộ gia đình.

Kết luận

Việc sử dụng đúng hóa chất xử lý nước thải không chỉ giúp đạt chuẩn xả thải mà còn góp phần bảo vệ môi trường, giảm chi phí xử lý dài hạn và nâng cao uy tín doanh nghiệp. Mỗi loại hóa chất đều có công dụng và đặc điểm riêng, vì vậy cần được lựa chọn phù hợp với từng nguồn nước thải cụ thể.

Nếu bạn đang tìm kiếm một đơn vị cung cấp men vi sinh xử lý nước thải chất lượng cao, đáng tin cậy và có dịch vụ hỗ trợ kỹ thuật tận tâm, thì KPTCHEM chính là lựa chọn lý tưởng. Với kinh nghiệm nhiều năm trong lĩnh vực hóa chất và môi trường, chúng tôi hiện đang phân phối đa dạng các dòng vi sinh phù hợp cho nhiều loại nước thải khác nhau như sinh hoạt, công nghiệp, chế biến thực phẩm, chăn nuôi hay nuôi trồng thủy sản.

Không chỉ dừng lại ở việc cung cấp sản phẩm, đội ngũ kỹ thuật viên giàu kinh nghiệm tại KPTCHEM luôn sẵn sàng tư vấn, hướng dẫn sử dụng và đồng hành cùng khách hàng trong suốt quá trình xử lý. Tất cả sản phẩm đều được chọn lọc kỹ lưỡng, có nguồn gốc rõ ràng, đạt tiêu chuẩn an toàn và thân thiện với môi trường.

Hãy liên hệ ngay để được tư vấn giải pháp vi sinh tối ưu, giúp hệ thống xử lý nước thải của bạn vận hành hiệu quả, tiết kiệm chi phí và đạt chuẩn xả thải bền vững.