Chất oxy hóa trong xử lý nước là nhóm hóa chất có khả năng nhận electron và làm thay đổi trạng thái hóa học của một số chất có trong nước.

Nhóm này có thể được sử dụng để hỗ trợ xử lý màu, mùi, sắt, mangan, sulfide, một số chất hữu cơ hoặc kiểm soát vi sinh trong những điều kiện phù hợp.

Các chất oxy hóa thường gặp gồm Hydrogen Peroxide H₂O₂, Potassium Permanganate KMnO₄, Chlorine, Javen NaOCl, Calcium Hypochlorite Ca(ClO)₂, Chlorine Dioxide và Ozone.

Tuy nhiên, chất oxy hóa không phải giải pháp chung cho mọi loại nước. Trước khi sử dụng cần xác định rõ chất ô nhiễm, mục tiêu xử lý, pH, thời gian phản ứng và ảnh hưởng đến công đoạn phía sau.

1. Chất oxy hóa trong xử lý nước hoạt động như thế nào?

Khi chất oxy hóa phản ứng với một chất có trong nước, trạng thái hóa học của chất đó có thể thay đổi.

Sau phản ứng, chất ô nhiễm có thể:

• Chuyển thành dạng dễ kết tủa hơn.
• Mất màu hoặc giảm mùi.
• Bị phá vỡ một phần cấu trúc.
• Trở nên dễ xử lý hơn tại công đoạn phía sau.
• Bị bất hoạt nếu là một số nhóm vi sinh vật.

Ví dụ, sắt hòa tan có thể được oxy hóa thành dạng ít tan hơn. Sau đó, cặn sắt được tách bằng lắng hoặc lọc.

Tuy nhiên, oxy hóa không phải lúc nào cũng loại bỏ hoàn toàn chất ô nhiễm. Trong nhiều trường hợp, phản ứng chỉ chuyển chất đó sang dạng khác và hệ thống vẫn cần keo tụ, lắng, lọc hoặc xử lý sinh học.

2. Các chất oxy hóa thường dùng trong xử lý nước

Mỗi chất oxy hóa có đặc điểm và phạm vi ứng dụng khác nhau.

Các loại thường gặp gồm:

• Hydrogen Peroxide – H₂O₂.
• Potassium Permanganate – KMnO₄.
• Sodium Hypochlorite – NaOCl.
• Calcium Hypochlorite – Ca(ClO)₂.
• Chlorine Dioxide – ClO₂.
• Ozone – O₃.
• Một số hệ oxy hóa nâng cao.

Không nên lựa chọn chỉ dựa trên mức độ “mạnh” của hóa chất. Quan trọng hơn là chất oxy hóa đó có phản ứng phù hợp với chất cần xử lý hay không.

3. Hydrogen Peroxide H₂O₂ dùng khi nào?

Hydrogen Peroxide, còn gọi là Oxy già, là chất oxy hóa được sử dụng trong nhiều quy trình công nghiệp.

Trong xử lý nước, H₂O₂ có thể được cân nhắc để:

• Hỗ trợ oxy hóa một số hợp chất gây màu.
• Hỗ trợ kiểm soát mùi trong những trường hợp phù hợp.
• Oxy hóa một số hợp chất hữu cơ hoặc vô cơ.
• Tham gia các quá trình oxy hóa nâng cao.
• Kết hợp với UV, Ozone hoặc chất xúc tác trong hệ thống được thiết kế phù hợp.

H₂O₂ sử dụng riêng lẻ không phải lúc nào cũng phản ứng nhanh hoặc hiệu quả với mọi chất hữu cơ.

Trong các quá trình oxy hóa nâng cao, H₂O₂ có thể được hoạt hóa để tạo ra các gốc oxy hóa mạnh hơn. Tuy nhiên, hệ thống cần kiểm soát pH, chất xúc tác, thời gian phản ứng và lượng hóa chất dư.

Xem sản phẩm: Oxy già Hàn Quốc H₂O₂ 50% dùng trong xử lý nước và công nghiệp.

4. Thuốc tím KMnO₄ dùng khi nào?

Potassium Permanganate KMnO₄, thường gọi là Thuốc tím, là chất oxy hóa mạnh có màu tím đặc trưng.

Trong những hệ thống phù hợp, KMnO₄ có thể được dùng để:

• Oxy hóa sắt hòa tan.
• Oxy hóa mangan trong điều kiện thích hợp.
• Hỗ trợ xử lý một số hợp chất gây mùi.
• Hỗ trợ oxy hóa sulfide hoặc một số chất khử.
• Tiền oxy hóa trong một số dây chuyền xử lý nước.

Sau phản ứng, KMnO₄ có thể tạo ra cặn chứa mangan cần được tách bằng lắng hoặc lọc.

Nếu châm quá liều, nước có thể còn màu hồng hoặc tím và tăng lượng mangan dư. Vì vậy, không nên châm theo cảm tính.

5. Chlorine và Javen được sử dụng như thế nào?

Chlorine là tên gọi thường dùng cho nhóm hóa chất tạo ra các dạng chlorine hoạt tính trong nước.

Các sản phẩm phổ biến gồm:

• Javen – Sodium Hypochlorite NaOCl dạng dung dịch.
• Calcium Hypochlorite Ca(ClO)₂ dạng bột hoặc hạt.
• Chlorine khí trong các hệ thống chuyên dụng.

Chlorine thường được sử dụng để:

• Khử trùng nước.
• Kiểm soát vi sinh.
• Hỗ trợ hạn chế rêu tảo.
• Oxy hóa một số hợp chất gây mùi.
• Xử lý một số chất khử trong những quy trình phù hợp.

Hiệu quả phụ thuộc nhiều vào pH, nhu cầu chlorine của nước, thời gian tiếp xúc và lượng chlorine dư cần duy trì.

Tải hữu cơ cao có thể tiêu thụ nhiều chlorine. Vì vậy, dùng chlorine cho nước còn nhiều COD chưa chắc là phương án kinh tế hoặc phù hợp.

Xem sản phẩm: Chlorine Cá Heo Ca(ClO)₂ 70% Trung Quốc.

6. Chlorine Dioxide và Sodium Chlorite

Chlorine Dioxide ClO₂ là chất oxy hóa được tạo và sử dụng trong các hệ thống có thiết kế chuyên dụng.

Sodium Chlorite NaClO₂ có thể được sử dụng làm nguyên liệu tạo Chlorine Dioxide theo quy trình phù hợp.

ClO₂ được cân nhắc trong một số ứng dụng như:

• Kiểm soát vi sinh.
• Hỗ trợ xử lý mùi và vị.
• Oxy hóa sắt hoặc mangan trong những điều kiện phù hợp.
• Một số ứng dụng xử lý nước công nghiệp.

Không nên tự ý phối trộn Sodium Chlorite với axit hoặc hóa chất khác để tạo ClO₂. Quá trình này cần thiết bị tạo hóa chất, kiểm soát phản ứng và biện pháp an toàn chuyên biệt.

Xem sản phẩm: Sodium Chlorite NaClO₂ 80% Trung Quốc.

7. Ozone có vai trò gì trong xử lý nước?

Ozone O₃ là chất oxy hóa mạnh thường được tạo trực tiếp tại nơi sử dụng.

Ozone có thể được dùng để:

• Khử trùng.
• Hỗ trợ xử lý màu.
• Kiểm soát một số hợp chất gây mùi và vị.
• Oxy hóa sắt, mangan hoặc một số chất hữu cơ.
• Kết hợp với H₂O₂ hoặc UV trong quá trình oxy hóa nâng cao.

Ozone không được vận chuyển và lưu kho giống hóa chất lỏng hoặc bột thông thường. Hệ thống cần máy tạo Ozone, thiết bị tiếp xúc và kiểm soát khí dư.

Chi phí thiết bị, điện năng, bảo trì và an toàn cần được tính cùng với hiệu quả xử lý.

8. Khi nào nên sử dụng chất oxy hóa?

Doanh nghiệp có thể cân nhắc chất oxy hóa trong những trường hợp sau:

Nước có sắt hoặc mangan hòa tan

Chất oxy hóa có thể chuyển sắt hoặc mangan sang dạng cặn để tiếp tục tách bằng lắng và lọc.

Nước có mùi sulfide hoặc một số mùi đặc trưng

Một số chất oxy hóa có thể phản ứng với sulfide và hợp chất gây mùi. Tuy nhiên, cần xác định đúng nguồn mùi trước khi sử dụng.

Nước thải còn màu sau xử lý

Oxy hóa có thể được cân nhắc khi màu hòa tan khó xử lý bằng keo tụ thông thường. Hiệu quả phụ thuộc vào cấu trúc chất màu và loại chất oxy hóa.

Cần khử trùng hoặc kiểm soát vi sinh

Chlorine, Chlorine Dioxide hoặc Ozone có thể được sử dụng trong công đoạn khử trùng phù hợp.

Có hợp chất hữu cơ khó xử lý

Một số quá trình oxy hóa nâng cao có thể được xem xét khi xử lý sinh học, keo tụ hoặc hấp phụ chưa đạt mục tiêu.

9. Khi nào chưa nên dùng chất oxy hóa?

Chưa nên vội sử dụng chất oxy hóa khi:

• Chưa xác định được chất ô nhiễm chính.
• Nước còn nhiều cặn có thể tách bằng phương pháp đơn giản hơn.
• COD đầu vào quá cao nhưng chưa có xử lý sơ bộ.
• Chưa kiểm tra ảnh hưởng đến bể vi sinh.
• Không có thiết bị pha và định lượng phù hợp.
• Chưa đánh giá sản phẩm phụ sau phản ứng.
• Không có phương án kiểm soát hóa chất dư.
• Chưa thực hiện thử nghiệm trên mẫu thực tế.

Chất oxy hóa mạnh không đồng nghĩa với hiệu quả tốt hơn. Nếu hóa chất bị tiêu thụ bởi các thành phần không phải mục tiêu, chi phí có thể tăng nhưng chất lượng nước cải thiện rất ít.

10. Chất oxy hóa khác gì PAC và Polymer?

PAC, Polymer và chất oxy hóa có cơ chế khác nhau.

PAC chủ yếu làm mất ổn định các hạt keo và hỗ trợ keo tụ.

Polymer hỗ trợ liên kết các hạt nhỏ thành bông lớn hơn để thuận lợi cho lắng hoặc tách bùn.

Chất oxy hóa làm thay đổi trạng thái hóa học của một số chất ô nhiễm.

Vì vậy, không nên thay PAC bằng H₂O₂ hoặc KMnO₄ chỉ vì nước sau keo tụ chưa đạt yêu cầu.

Trong nhiều hệ thống, chất oxy hóa được dùng trước hoặc sau quá trình keo tụ. Sau oxy hóa, PAC và Polymer vẫn có thể cần thiết để tách các cặn mới hình thành.

Xem thêm: PAC là gì? Ứng dụng của PAC trong xử lý nước.

11. Những yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả oxy hóa

Hiệu quả của chất oxy hóa phụ thuộc vào nhiều yếu tố:

• Loại chất ô nhiễm.
• Nồng độ chất ô nhiễm.
• Loại chất oxy hóa.
• pH.
• Liều lượng.
• Thời gian tiếp xúc.
• Nhiệt độ.
• Khả năng khuấy trộn.
• Các chất cạnh tranh trong nước.
• Công đoạn xử lý trước và sau.

Cùng một liều hóa chất có thể cho hiệu quả khác nhau trên hai nguồn nước.

Do đó, không nên áp dụng trực tiếp công thức của một nhà máy khác.

12. Có nên thử nghiệm trước khi sử dụng?

Nên thử khi điều kiện cho phép.

Thử nghiệm giúp đánh giá:

• Khả năng giảm màu hoặc mùi.
• Tốc độ phản ứng.
• Liều hóa chất phù hợp.
• Ảnh hưởng của pH.
• Lượng cặn phát sinh.
• Nhu cầu PAC hoặc Polymer sau oxy hóa.
• Hóa chất dư sau phản ứng.
• Ảnh hưởng đến COD và công đoạn sinh học.

Không nên chỉ đánh giá bằng màu sắc bên ngoài. Sau thử nghiệm cần phân tích đúng chỉ tiêu mục tiêu.

13. Những rủi ro khi sử dụng quá liều

Châm quá nhiều chất oxy hóa có thể gây ra:

• Tăng chi phí hóa chất.
• Hóa chất dư trong nước đầu ra.
• Ảnh hưởng đến vi sinh tại công đoạn sinh học.
• Tăng nguy cơ ăn mòn thiết bị.
• Tạo màu hoặc cặn thứ cấp.
• Phát sinh sản phẩm phụ không mong muốn.
• Ảnh hưởng đến công đoạn tái sử dụng nước.

Ví dụ, quá liều KMnO₄ có thể để lại màu hồng hoặc tím. Chlorine dư có thể ảnh hưởng đến vi sinh và sinh vật thủy sinh.

Vì vậy, cần theo dõi chỉ tiêu dư phù hợp với từng hóa chất và mục tiêu xử lý.

14. Lưu ý an toàn khi sử dụng chất oxy hóa

Chất oxy hóa có thể phản ứng mạnh với nhiều vật liệu và hóa chất khác.

Khi sử dụng cần:

• Đọc SDS/MSDS của đúng sản phẩm.
• Bảo quản tách biệt với chất khử.
• Tránh dầu, nhiên liệu và vật liệu dễ cháy.
• Sử dụng bồn, bơm và đường ống tương thích.
• Không dùng chung dụng cụ giữa các loại hóa chất.
• Trang bị bảo hộ phù hợp.
• Kiểm soát nhiệt, khí và áp suất nếu phản ứng có thể phát sinh.
• Có phương án xử lý tràn đổ và sự cố.

Không trộn Chlorine hoặc Javen với axit. Phản ứng có thể phát sinh khí chlorine nguy hiểm.

Không trộn hypochlorite với ammonia hoặc chất tẩy rửa không rõ thành phần.

H₂O₂ nồng độ cao cũng không được phối trộn tùy ý với chất hữu cơ, kim loại, chất khử hoặc chất xúc tác khi chưa có quy trình kỹ thuật.

Xem thêm: COA và MSDS là gì? Vì sao doanh nghiệp cần quan tâm?.

15. Cách lựa chọn chất oxy hóa phù hợp

Trước khi lựa chọn, doanh nghiệp nên xác định:

• Loại nước cần xử lý.
• Chất ô nhiễm mục tiêu.
• Nồng độ đầu vào và mục tiêu đầu ra.
• pH.
• COD, màu, mùi, sắt hoặc mangan nếu liên quan.
• Có bể vi sinh phía sau hay không.
• Có cần khử trùng hay không.
• Thời gian tiếp xúc hiện có.
• Thiết bị định lượng và an toàn kho.
• Phương án xử lý cặn hoặc hóa chất dư.

Không có một chất oxy hóa tốt nhất cho mọi nguồn nước. Cần so sánh hiệu quả xử lý, an toàn, lượng sử dụng và tổng chi phí vận hành.

16. Những sai lầm thường gặp

• Thấy nước còn màu là tăng H₂O₂ theo cảm tính.
• Dùng chất oxy hóa khi chưa xác định chất ô nhiễm.
• Cho rằng chất oxy hóa càng mạnh càng tốt.
• Không kiểm tra pH trước phản ứng.
• Không đảm bảo thời gian tiếp xúc.
• Không đánh giá sản phẩm phụ.
• Không kiểm tra ảnh hưởng đến bể vi sinh.
• Không tách cặn sau khi oxy hóa sắt hoặc mangan.
• Trộn Chlorine với axit.
• Mua số lượng lớn trước khi thử nghiệm.

Biện pháp phù hợp là thử trên mẫu nước thực tế và đánh giá toàn bộ hệ thống, không chỉ quan sát màu hoặc mùi sau khi châm hóa chất.

17. Câu hỏi thường gặp

Chất oxy hóa trong xử lý nước là gì?

Đây là nhóm hóa chất làm thay đổi trạng thái hóa học của một số chất trong nước, giúp hỗ trợ xử lý màu, mùi, sắt, mangan, vi sinh hoặc các chất ô nhiễm khác.

Các chất oxy hóa thường dùng gồm những loại nào?

Các loại thường gặp gồm H₂O₂, KMnO₄, Javen NaOCl, Calcium Hypochlorite, Chlorine Dioxide và Ozone.

H₂O₂ có thay thế được PAC không?

Không hoàn toàn. H₂O₂ là chất oxy hóa, còn PAC là chất keo tụ. Hai sản phẩm có cơ chế và mục tiêu sử dụng khác nhau.

KMnO₄ dùng để xử lý gì?

KMnO₄ có thể được sử dụng để oxy hóa sắt, mangan, sulfide hoặc một số hợp chất gây mùi trong những điều kiện phù hợp.

Có được trộn Javen với axit không?

Không. Hypochlorite tiếp xúc với axit có thể giải phóng khí chlorine nguy hiểm.

Có một liều chất oxy hóa chung cho mọi nguồn nước không?

Không. Liều lượng phụ thuộc vào chất ô nhiễm, pH, nhu cầu oxy hóa, các chất cạnh tranh, thời gian phản ứng và mục tiêu đầu ra.

Kết bài

Chất oxy hóa trong xử lý nước gồm H₂O₂, KMnO₄, Chlorine, Javen, Chlorine Dioxide, Ozone và các hệ oxy hóa nâng cao.

Nhóm hóa chất này có thể được sử dụng để xử lý sắt, mangan, màu, mùi, một số chất hữu cơ hoặc kiểm soát vi sinh trong những điều kiện phù hợp.

Tuy nhiên, chất oxy hóa không phải giải pháp chung cho mọi nguồn nước. Việc lựa chọn cần dựa trên chất ô nhiễm mục tiêu, pH, liều lượng, thời gian phản ứng, sản phẩm phụ và ảnh hưởng đến các công đoạn phía sau.

Quý khách cần mua Oxy già H₂O₂ 50%, Thuốc tím KMnO₄, Chlorine Ca(ClO)₂, Sodium Chlorite NaClO₂ hoặc các hóa chất xử lý nước khác, vui lòng liên hệ Châu An Chemical để được tư vấn theo đặc điểm nguồn nước và nhu cầu thực tế.