Keo tụ – tạo bông là công đoạn quan trọng trong xử lý nước thải, giúp loại bỏ TSS, hạt keo và một phần chất hữu cơ hoặc chất màu. Tuy nhiên, trong nhiều hệ thống, sau khi châm PAC và Polymer, nước đã giảm độ đục nhưng màu vẫn còn rõ hoặc chỉ giảm một phần.
Nguyên nhân không phải lúc nào cũng do thiếu PAC. Màu trong nước thải có thể tồn tại ở dạng hòa tan, liên kết với chất hữu cơ, kim loại hoặc các phân tử màu bền mà keo tụ thông thường khó loại bỏ.
Vì vậy, khi nước sau keo tụ vẫn còn màu, cần xác định màu thuộc dạng nào, kiểm tra pH, liều PAC, Polymer, COD và đặc tính nước trước khi tiếp tục tăng hóa chất.
Nước còn màu → Xác định dạng màu → Kiểm tra pH → Tối ưu PAC → Tối ưu Polymer → Đánh giá COD → Chọn bước xử lý bổ sung
1. Chất màu tồn tại ở dạng hòa tan
Đây là một trong những nguyên nhân quan trọng khiến nước đã hết cặn nhưng vẫn còn màu.
Keo tụ thường hiệu quả đối với:
- TSS.
- Hạt keo.
- Chất hữu cơ dạng hạt.
- Một phần chất màu có khả năng hấp phụ hoặc tạo bông.
Trong khi đó, một số phân tử màu hòa tan có kích thước rất nhỏ và ổn định trong nước. PAC có thể loại được cặn nhưng không kéo hết phần màu này.
Dấu hiệu thường gặp:
- Nước sau lắng khá trong.
- TSS thấp.
- Gần như không còn bông nhỏ.
- Nhưng nước vẫn có màu vàng, nâu, đỏ, xanh hoặc màu đặc trưng của sản xuất.
Trong trường hợp này, tiếp tục tăng PAC có thể làm bùn tăng nhưng màu giảm không đáng kể.
2. Liều PAC chưa nằm trong vùng tối ưu
Nếu chất màu có khả năng được loại bằng keo tụ nhưng liều PAC chưa phù hợp, nước sau xử lý vẫn có thể còn màu.
Thiếu PAC:
- Hạt keo chưa mất ổn định hoàn toàn.
- Vi bông hình thành ít.
- Nước còn đục và màu.
Quá nhiều PAC:
- Không nhất thiết làm màu giảm thêm.
- Lượng bùn hóa lý tăng.
- pH có thể giảm.
- Chi phí xử lý tăng.
Do đó nên Jar Test PAC 31% ở nhiều mức liều thay vì chỉ tăng liều đang sử dụng.
Mục tiêu là tìm liều PAC thấp nhất vẫn đạt hiệu quả giảm màu, độ đục và TSS tốt.
3. pH chưa phù hợp với quá trình keo tụ
Hiệu quả của PAC và nhiều chất keo tụ phụ thuộc mạnh vào pH.
Nếu pH không phù hợp:
- Quá trình thủy phân chất keo tụ thay đổi.
- Khả năng trung hòa điện tích giảm.
- Vi bông hình thành kém.
- Khả năng hấp phụ chất màu giảm.
- Polymer phía sau cũng khó phát huy hiệu quả.
Vì vậy, Jar Test xử lý màu không nên chỉ thay đổi lượng PAC mà cần thử cả các vùng pH khác nhau.
Nếu cần nâng pH, có thể sử dụng NaOH theo kết quả thử nghiệm thực tế.
Không có một giá trị pH tối ưu duy nhất cho tất cả nước thải. Cần xác định trên chính mẫu nước cần xử lý.
4. Polymer không phù hợp hoặc châm sai liều
PAC có thể đã tạo được vi bông chứa chất màu nhưng nếu Polymer không phù hợp, các vi bông không phát triển thành bông đủ lớn để tách khỏi nước.
Dấu hiệu:
- Sau PAC đã xuất hiện nhiều vi bông.
- Sau Polymer bông vẫn nhỏ.
- Bông mềm hoặc dễ vỡ.
- Nước sau lắng còn nhiều hạt nhỏ.
- Màu và độ đục cùng cao.
Khi đó nên giữ PAC ổn định và thử lại loại hoặc liều Polymer.
Có thể sàng lọc Polymer Anion A1110 và Polymer Cation C1492 trên cùng mẫu nước để đánh giá khả năng tạo bông.
Nếu nước đã trong, TSS thấp nhưng màu hòa tan vẫn cao thì thay Polymer thường không phải giải pháp chính.
5. COD hòa tan cao có thể đi kèm màu khó keo tụ
Trong một số loại nước thải, màu và COD có thể cùng xuất phát từ các hợp chất hữu cơ hòa tan.
Tình trạng thường gặp là:
PAC loại TSS tốt → Nước hết đục → COD hòa tan vẫn cao → Màu vẫn còn
Nên kiểm tra COD trước và sau keo tụ.
Nếu:
- TSS giảm mạnh.
- Độ đục giảm mạnh.
- Nhưng COD và màu giảm ít.
thì có thể phần ô nhiễm còn lại chủ yếu ở dạng hòa tan và khó loại bằng keo tụ thông thường.
Trong trường hợp này, cần đánh giá phương pháp xử lý tiếp theo thay vì tiếp tục tăng PAC.
6. Màu có thể liên quan đến kim loại
Không phải màu nào trong nước thải cũng đến từ thuốc nhuộm hoặc chất hữu cơ.
Một số màu có thể liên quan đến kim loại và sản phẩm oxy hóa – kết tủa của chúng.
Ví dụ cần lưu ý:
- Sắt có thể tạo màu vàng, cam hoặc nâu.
- Một số hợp chất chứa đồng có thể tạo màu xanh hoặc xanh lam.
- Nước xi mạ có thể xuất hiện màu liên quan đến Cr, Ni, Cu hoặc các phức kim loại.
Nếu hệ thống đang sử dụng FeSO₄·7H₂O, sắt dư hoặc bông sắt tách không tốt cũng có thể làm nước có màu vàng nâu.
Trong trường hợp nghi ngờ màu do kim loại, cần phân tích kim loại và pH thay vì chỉ tăng chất keo tụ.
7. Nước chứa dầu nhũ hóa có thể tạo màu đục khó xử lý
Đối với nước thải cơ khí, gia công kim loại, dầu khí hoặc một số ngành sản xuất có sử dụng dầu, màu đục trắng, xám hoặc nâu có thể liên quan đến dầu nhũ hóa.
Dấu hiệu:
- Nước trắng sữa hoặc xám đục.
- Để lâu dầu không tự nổi thành lớp rõ.
- Có chất hoạt động bề mặt.
- PAC tăng nhưng hiệu quả cải thiện ít.
- DAF khó thu dầu.
Khi nhũ dầu ổn định, cần phá cấu trúc nhũ trước khi keo tụ.
Có thể Jar Test Demulsifier theo trình tự:
Điều chỉnh pH nếu cần → Demulsifier → PAC → Polymer → DAF
Nếu chưa phá được nhũ dầu, chỉ tăng PAC có thể làm lượng bùn tăng nhưng nước vẫn đục màu.
8. Bông đã bắt màu nhưng bị vỡ hoặc tách không hết
Trong một số trường hợp, hóa chất đã hoạt động tốt nhưng bông chứa chất màu bị phá trước khi đến bể lắng hoặc DAF.
Nguyên nhân thường gặp:
- Khuấy sau Polymer quá mạnh.
- Bơm ly tâm làm vỡ bông.
- Đường ống có lực cắt lớn.
- Bể lắng quá tải.
- DAF thiếu khí hòa tan.
- Hệ thống gạt bùn hoạt động không tốt.
Dấu hiệu quan trọng là Jar Test cho nước rất trong nhưng hệ thống thực tế vẫn còn màu và cặn.
Khi đó cần kiểm tra công trình tách trước khi tăng hóa chất.
9. Khi nào cần xử lý màu bằng phương pháp mạnh hơn keo tụ?
Nếu đã tối ưu pH, PAC và Polymer nhưng nước vẫn còn màu hòa tan đáng kể, cần đánh giá công nghệ xử lý bổ sung.
Tùy loại nước, có thể cân nhắc:
- Chất khử màu chuyên dụng.
- Oxy hóa nâng cao.
- Fenton.
- Ozone.
- Than hoạt tính.
- Công nghệ sinh học nếu chất màu có khả năng phân hủy.
Đối với một số nước thải có màu hữu cơ khó phân hủy và COD hòa tan cao, có thể thử phản ứng Fenton sử dụng FeSO₄·7H₂O làm nguồn Fe²⁺ kết hợp H₂O₂.
Không nên chuyển ngay sang phương pháp oxy hóa nếu chưa tối ưu hóa lý, vì phần TSS và chất keo nên được loại trước để giảm lượng hóa chất tiêu hao phía sau.
10. Cách xác định nguyên nhân nước sau keo tụ vẫn còn màu
| Hiện tượng sau keo tụ | Nguyên nhân nên kiểm tra | Hướng xử lý |
|---|---|---|
| Nước còn đục và còn màu | PAC hoặc pH chưa tối ưu | Jar Test lại PAC và pH |
| Có nhiều vi bông nhỏ | Polymer chưa phù hợp | Tối ưu loại và liều Polymer |
| Nước trong nhưng vẫn có màu | Màu hòa tan | Đánh giá chất khử màu hoặc oxy hóa |
| TSS giảm nhưng COD và màu còn cao | Chất hữu cơ hòa tan | Đánh giá xử lý sinh học/oxy hóa nâng cao |
| Nước vàng nâu | Sắt, chất hữu cơ hoặc bông sắt | Kiểm tra Fe, COD, TSS và pH |
| Nước trắng sữa | Dầu nhũ hóa | Jar Test Demulsifier |
| Jar Test tốt nhưng thực tế còn màu | Bông bị vỡ hoặc tách kém | Kiểm tra khuấy, lắng và DAF |
Quy trình kiểm tra đề xuất
- Lấy mẫu nước trước và sau keo tụ.
- So sánh màu, độ đục và TSS.
- Đo pH trước và sau khi châm PAC.
- Quan sát khả năng hình thành vi bông.
- Jar Test nhiều mức PAC.
- Giữ PAC tối ưu và thử lại Polymer.
- Đo COD trước và sau keo tụ.
- Kiểm tra dầu mỡ nếu nước trắng sữa hoặc có váng.
- Kiểm tra kim loại nếu màu có dấu hiệu đặc trưng.
- Đánh giá bông trước bể lắng hoặc DAF.
- Nếu nước đã trong nhưng vẫn còn màu, thử phương án xử lý màu bổ sung.
- So sánh hiệu quả xử lý, lượng bùn và chi phí trên mỗi m³ nước.
Câu hỏi thường gặp
Nước sau PAC đã trong nhưng vẫn còn màu thì có nên tăng PAC không?
Không nên tăng ngay. Nếu TSS và độ đục đã thấp nhưng màu vẫn còn, cần nghi ngờ phần màu hòa tan. Tăng PAC thêm có thể chỉ làm lượng bùn và chi phí tăng.
Polymer có xử lý được màu hòa tan không?
Polymer chủ yếu hỗ trợ liên kết các vi bông thành bông lớn để tách khỏi nước. Nếu chất màu tồn tại hoàn toàn ở dạng hòa tan và không được PAC bắt giữ thì tăng Polymer thường không giải quyết được nguyên nhân.
Vì sao Jar Test xử lý màu tốt nhưng hệ thống thực tế lại kém?
Cần kiểm tra điểm châm hóa chất, tốc độ khuấy, thời gian phản ứng, bông bị phá trên đường ống, tải bể lắng và điều kiện vận hành DAF.
Nước trắng sữa sau PAC có nên tăng Polymer không?
Nếu nguyên nhân là dầu nhũ hóa thì tăng Polymer chưa chắc hiệu quả. Nên kiểm tra dầu mỡ và thử Demulsifier trước PAC nếu nhũ dầu ổn định.
Khi nào nên sử dụng Fenton để xử lý màu?
Có thể cân nhắc khi màu chủ yếu liên quan đến các hợp chất hữu cơ khó phân hủy, COD hòa tan còn cao và keo tụ thông thường đã được tối ưu nhưng hiệu quả vẫn không đạt. Cần thử nghiệm trước khi triển khai thực tế.
Kết luận
Nước thải sau keo tụ vẫn còn màu không đồng nghĩa với việc hệ thống đang thiếu PAC. Nguyên nhân có thể đến từ pH chưa phù hợp, Polymer chưa tối ưu, màu hòa tan, COD khó phân hủy, dầu nhũ hóa, kim loại hoặc công đoạn tách bông hoạt động chưa tốt.
Có thể chẩn đoán nhanh:
- Còn màu + còn đục: kiểm tra pH, PAC và Polymer.
- Nước trong nhưng còn màu: kiểm tra màu hòa tan và COD.
- Trắng sữa: kiểm tra dầu nhũ hóa.
- Vàng nâu: kiểm tra Fe, TSS và chất hữu cơ.
- Jar Test tốt nhưng thực tế kém: kiểm tra khuấy, lắng và DAF.
Nguyên tắc tối ưu nên là:
pH → PAC → Polymer → Tách bông → Đánh giá màu còn lại → Xử lý bổ sung nếu cần
Không nên tăng đồng thời PAC, Polymer và chất khử màu khi chưa xác định nguyên nhân. Phương án tốt nhất là loại tối đa phần màu có khả năng keo tụ trước, sau đó mới xử lý phần màu hòa tan còn lại để giảm chi phí hóa chất và lượng bùn phát sinh.
Quý khách cần tư vấn lựa chọn PAC 31%, Polymer Anion A1110, Polymer Cation C1492, Demulsifier hoặc FeSO₄·7H₂O, vui lòng liên hệ Châu An Chemical để được hỗ trợ Jar Test và lựa chọn phương án xử lý theo mẫu nước thực tế.
