2 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ PHOTPHO TRONG NƯỚC THẢI HIỆU QUẢ

Xử lý nước thải chứa Phosphor cao

Phốt pho là chất ô nhiễm thường gặp trong nước thải công nghiệp và nông nghiệp. Nó có thể tồn tại dưới dạng phốt pho hữu cơ, photphat đơn, polyphosphate, muối phosphate và trong tế bào sinh khối.

Xử lý nước thải giàu phốt pho phức tạp hơn so với nitơ do phốt pho không tồn tại dưới dạng khí. Do đó, các bước xử lý chủ yếu tập trung vào:

Lắng sơ bộ để loại bỏ phần lớn chất rắn lớn chứa phốt pho.
Sử dụng bộ lọc cát, PE, hay lọc thông minh để loại bỏ phần rắn nhỏ chứa phosphat và polyphotphat.
Hóa học loại bỏ: Sử dụng hóa chất như sắt clorua, nhôm clorua để phản ứng với phốtphat thành dạng rắn dễ lắng và được loại bỏ.
Xử lý sinh học: Sử dụng vi khuẩn để phân hủy phốt pho hữu cơ thành dạng đơn giản hơn.

Kết hợp các phương pháp trên giúp loại bỏ phần lớn phốt pho trong nước thải xuống mức cho phép trước khi xả ra môi trường.

Các hợp chất Phospho chính và khả năng chuyển hóa:

Hợp chất	Khả năng chuyển hóa
Phospho hữu cơ	Phân hủy thành phosphate đơn và trùng ngưng
Phosphate đơn	Tan, phản ứng tạo muối, tham gia phản ứng sinh hóa.
Polyphotphat	Ít tan, có khả năng tạo muối tham gia phản ứng sinh hoá.
Muối photphat	Phần lớn không có độ tan thấp hình thành từ photphat đơn.
Phospho trong tế bào	Thành phần của tế bào hoặc lượng dư trong tế bào của một số vi khuẩn.

Nguồn gốc hình thành phospho

Phốt pho là chất dinh dưỡng quan trọng cung cấp năng lượng và tạo cấu trúc cho các sinh vật. Trong tự nhiên, phốt pho có mặt dưới dạng khoáng chất trong đất, đá.

Trong nước thải, phốt pho chủ yếu có nguồn gốc từ:

Chất thải sinh học từ hoạt động sinh hoạt của con người và động vật.
Dư lượng thực phẩm và chất tẩy rửa trong các nhà máy chế biến thực phẩm, đồ uống.
Hoạt động của các cơ sở y tế như bệnh viện, trung tâm y tế.
Sử dụng phân bón phốt pho trong sản xuất nông nghiệp.

Khi thải vào môi trường, phốt pho được hấp thụ dễ dàng bởi thực vật nhưng nếu vượt mức tiêu chuẩn sẽ làm phát triển thực vật chóng mặt, gây ô nhiễm môi trường. Do đó cần xử lý trước khi xả thải.

Những ảnh hưởng của phospho tới môi trường sống và con người

Nồng độ phốt pho cao trong nước có thể dẫn đến sự phát triển quá mức của tảo, gây ra tình trạng phù du xanh. Điều này ảnh hưởng đến môi trường sống và con người:

Thảm tảo dày đặc cản ánh sáng, khiến oxy hòa tan trong nước bị suy giảm nghiêm trọng.
Gây chết hàng loạt các vi sinh vật và động vật thủy sinh do thiếu oxy.
Khi tảo và động vật chết được phân hủy sẽ thải ra lượng lớn phốt pho hữu cơ, kích thích làm mới quá trình phát triển tảo.
Ảnh hưởng đến nguồn nước sinh hoạt, thủy sản, du lịch và sức khỏe con người.
Tích tụ trong đất làm suy giảm chất lượng đất và năng suất cây trồng.

Do đó cần xử lý phốt pho trong nước thải để bảo vệ môi trường sống, đa dạng sinh học và sức khỏe cộng đồng.

Các nguyên tắc xử lý photpho

Kết tủa phosphate với ion nhôm, sắt, canxi tạo thành các muối có độ tan thấp, loại bỏ dưới dạng chất rắn.

Xử lý sinh học: Một số vi sinh vật có khả năng hấp thụ và tích lũy photpho vượt mức cần thiết. Trong điều kiện khan oxy, chúng sẽ thải photpho ra ngoài dưới dạng bùn thải hoặc muối kết tủa.

Kết hợp xử lý khan oxy và kết tủa giúp loại bỏ hiệu quả photpho từ nước thải.

Sử dụng màng lọc như màng nano, màng thẩm thấu ngược hoặc điện di có thể đồng thời loại bỏ photpho và các chất ô nhiễm khác. Tuy nhiên chi phí đầu tư cao chưa phổ biến.

Các phương pháp xử lý Phospho trong nước thải

Phương pháp sinh học

Phương pháp sinh học sử dụng vi khuẩn để xử lý và loại bỏ phốt pho trong nước thải. Ba công nghệ chủ yếu gồm:

Công nghệ A/O (Anaerobic/Oxic): Xử lý kỵ khí - hiếu khí. Vi khuẩn phân hủy phốt pho hữu cơ thành phốt phát dễ hấp thu trong giai đoạn kỵ khí. Sau đó, phốt phát bị vi khuẩn hiếu khí hấp thu và tích tụ trong bùn sinh học.

Công nghệ PhoStrip: Sử dụng vi khuẩn Acinetobacter để hấp thu chọn lọc phốt pho từ nước thải trong điều kiện kỵ khí. Phốt pho tích lũy trong tế bào vi khuẩn dưới dạng polyphophat.

Công nghệ SBR (Sequencing Batch Reactor): Xử lý tuần tự các giai đoạn trong cùng một hệ thống bể. Bao gồm pha loãng, pha phân hủy, pha lắng và rút nước.

Phương pháp hóa học

Phương pháp này sử dụng phản ứng hóa học giữa phosphate với các ion kim loại như nhôm, sắt, canxi để tạo thành các muối kết tủa ít tan. Cụ thể:

Sử dụng vôi, phèn nhôm hoặc phèn sắt để kết tủa phosphate thành các hợp chất như Canxi phốtphát, Alumin phốtphát, Sắt phốtphát.

Các muối này có độ tan thấp nên có thể loại bỏ dưới dạng chất rắn bằng các phương pháp lắng, lọc.

Ưu điểm: Đơn giản và dễ thực hiện. Có thể đạt nồng độ P dưới 0,1mg/L.

Nhược điểm: Tăng chi phí vận hành, bảo trì do sử dụng hóa chất và tăng sản lượng bùn thải.

BẲNG VÔI	BẰNG PHÈN NHÔM	BẰNG PHÈN SẮT
5Ca2+ + 3PO43- + OH– ↔ Ca5(PO4)	Al3+ + PO43+ ↔ AlPO4	Fe3+ + PO43- ↔ FePO4
3(OH) Mg2+ + 2OH– ↔ Mg(OH)2	Al3+ + 3OH– ↔ Al(OH)3	Fe3+ + 3OH– ↔ Fe(OH)3
Ca2+ + CO32- ↔ CaCO3

Kết luận

Bài viết trên đã đề cập đến những khía cạnh cơ bản về các phương pháp xử lý photpho trong nước thải. Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào về các phương pháp xử lý, xin vui lòng liên hệ trực tiếp với Môi trường Phước Trình để được sự tư vấn chi tiết và chuyên nghiệp từ các chuyên gia.