PAC được sử dụng phổ biến trong hệ thống xử lý nước thải chứa dầu nhằm làm mất ổn định các hạt keo, hỗ trợ gom các giọt dầu phân tán và hình thành vi bông trước khi châm Polymer. Tuy nhiên, không ít hệ thống gặp tình trạng tăng PAC liên tục nhưng nước sau DAF vẫn đục, còn ánh dầu hoặc hàm lượng dầu mỡ giảm không đáng kể.
Nguyên nhân thường không đơn giản là “thiếu PAC”. Nếu dầu đang tồn tại dưới dạng nhũ hóa ổn định, pH chưa phù hợp, Polymer lựa chọn sai hoặc hệ thống DAF không tạo đủ bọt khí, việc tiếp tục tăng PAC chủ yếu làm tăng lượng bùn và chi phí hóa chất.
PAC chỉ phát huy tốt khi nhũ tương đã đủ mất ổn định và điều kiện phản ứng phù hợp. Nếu lớp chất hoạt động bề mặt vẫn bảo vệ các giọt dầu, tăng PAC chưa chắc giúp các giọt dầu kết hợp và được tách khỏi nước.
1. Dầu đang ở dạng nhũ hóa quá ổn định
Đây là nguyên nhân cần kiểm tra đầu tiên khi tăng PAC nhưng dầu vẫn không giảm.
Dầu nhũ hóa tồn tại dưới dạng những giọt rất nhỏ được bảo vệ bởi chất hoạt động bề mặt, xà phòng, chất tẩy rửa, Polymer, protein hoặc các phụ gia sản xuất. Lớp bảo vệ này khiến các giọt dầu khó kết hợp thành giọt lớn.
Dấu hiệu thường gặp:
- Nước có màu trắng sữa hoặc trắng đục.
- Để mẫu lâu nhưng không xuất hiện lớp dầu rõ.
- Dầu mỡ phân tích cao nhưng bể tách dầu ít váng.
- Tăng PAC làm xuất hiện nhiều cặn nhỏ nhưng nước vẫn đục.
- Polymer phải sử dụng cao mới có bông.
Trong trường hợp này, cần phá trạng thái nhũ trước khi tiếp tục tối ưu PAC.
Trình tự có thể thử:
Điều chỉnh pH → Demulsifier → PAC → Polymer → DAF
Có thể tham khảo Demulsifier xử lý dầu nhũ hóa để sàng lọc trên mẫu nước trước khi tăng thêm PAC.
2. Chất hoạt động bề mặt trong nước quá cao
Nước thải từ công đoạn vệ sinh, cơ khí, mỹ phẩm, thực phẩm hoặc sản xuất có sử dụng chất tẩy rửa thường chứa lượng lớn chất hoạt động bề mặt.
Các chất này có thể:
- Bao quanh giọt dầu.
- Giảm sức căng bề mặt.
- Làm giọt dầu nhỏ hơn.
- Ngăn các giọt dầu hợp nhất.
- Tạo bọt mạnh trong bể phản ứng và DAF.
Khi chất hoạt động bề mặt quá cao, PAC phải cạnh tranh với nhiều chất hữu cơ khác trong nước. Vì vậy, nhu cầu PAC tăng nhưng khả năng tách dầu không tăng tương ứng.
Dấu hiệu nhận biết:
- Nước tạo bọt mạnh khi khuấy.
- Dầu tăng sau ca vệ sinh thiết bị.
- Nước có mùi chất tẩy rửa.
- Hiệu quả DAF thay đổi rõ giữa ngày sản xuất và ngày vệ sinh.
- Bông dầu nhỏ, mềm và khó gạt.
Hướng xử lý: Kiểm soát dòng nước vệ sinh, điều hòa tải và thử Demulsifier phù hợp trước PAC thay vì chỉ tiếp tục tăng chất keo tụ.
3. pH chưa phù hợp với quá trình phá nhũ và keo tụ
pH ảnh hưởng đồng thời đến điện tích bề mặt giọt dầu, trạng thái của chất hoạt động bề mặt và khả năng thủy phân của PAC.
Nếu pH không phù hợp:
- PAC không tạo được vi bông tốt.
- Giọt dầu vẫn giữ trạng thái ổn định.
- Bông dầu hình thành nhỏ.
- Polymer tiêu hao cao.
- Tăng PAC nhưng độ trong cải thiện rất ít.
Không nên mặc định một giá trị pH cho mọi nước thải chứa dầu. Nên thực hiện Jar Test ở nhiều mức pH khác nhau trước khi thay đổi liều PAC.
Cách thử phù hợp:
- Giữ nguyên liều PAC.
- Chia mẫu thành nhiều mức pH.
- Giữ cùng điều kiện khuấy.
- Quan sát khả năng tách dầu và hình thành vi bông.
- Chọn vùng pH tốt nhất rồi mới tối ưu PAC.
Nếu cần nâng pH, có thể sử dụng NaOH điều chỉnh pH theo liều được xác định bằng thử nghiệm.
4. PAC đã đủ hoặc đang bị châm quá liều
Tăng PAC không phải lúc nào cũng làm hiệu quả keo tụ tăng. Khi vượt qua vùng liều tối ưu, chất keo tụ dư có thể làm bông thay đổi trạng thái, pH giảm và lượng bùn tăng.
Dấu hiệu nghi ngờ PAC quá liều:
- Tăng PAC nhưng nước không trong hơn.
- Bông trở nên nhỏ lại.
- Xuất hiện nhiều hạt cặn mịn.
- pH sau PAC giảm mạnh.
- Thể tích bùn tăng nhanh.
- Polymer phải tăng theo.
- Cốc Jar Test có PAC thấp hơn lại cho kết quả tốt hơn.
Trong tình huống này, tiếp tục tăng PAC vừa không cải thiện dầu đầu ra vừa làm chi phí xử lý bùn tăng.
Cách kiểm tra: Jar Test cả các liều thấp hơn liều đang sử dụng, chẳng hạn 50%, 70%, 85%, 100%, 115% và 130% liều hiện tại.
Có thể sử dụng PAC 31%, nhưng liều phù hợp phải dựa trên trạng thái dầu, TSS, pH và kết quả tách bông thực tế.
5. Polymer không phù hợp với bông dầu
Nếu PAC đã tạo được nhiều vi bông dầu nhưng bông không phát triển đủ kích thước, nguyên nhân có thể nằm ở Polymer thay vì PAC.
Dấu hiệu:
- Sau PAC đã thấy nhiều vi bông nhỏ.
- Tăng PAC không làm bông lớn thêm.
- Bông nhỏ, rời và dễ vỡ.
- Bông có thể lắng nhưng không nổi tốt trên DAF.
- Nước sau DAF còn nhiều hạt dầu nhỏ.
Khi đó cần giữ PAC ổn định và thử nhiều loại Polymer khác nhau.
Có thể sàng lọc:
- Polymer Anion A1110.
- Polymer Cation C1492.
- Polymer Nonionic hoặc mã Polymer khác nếu đặc tính bông yêu cầu.
Không nên lựa chọn Polymer chỉ dựa trên điện tích lý thuyết. Cần đánh giá khả năng tạo bông, độ chắc, khả năng nổi và trạng thái bùn trên DAF.
6. Bông dầu bị phá trước khi vào DAF
Một hệ thống có thể tạo bông rất tốt ngay sau Polymer nhưng bông lại bị cắt nhỏ trên đường đến DAF.
Các nguyên nhân thường gặp:
- Máy khuấy tạo bông chạy quá nhanh.
- Bông đi qua bơm ly tâm.
- Van tiết lưu đóng quá nhỏ.
- Đường ống có nhiều cút gấp.
- Dòng nước rơi tự do với vận tốc cao.
- Thời gian khuấy sau Polymer quá lâu.
Dấu hiệu:
- Bông lớn tại bể tạo bông.
- Bông nhỏ rõ trước khi vào DAF.
- Jar Test cho kết quả rất tốt.
- Tăng PAC và Polymer ngoài hệ thống vẫn không cải thiện.
Hướng xử lý: Giảm lực cắt, thay đổi điểm châm Polymer hoặc điều chỉnh đường dẫn nước thay vì tiếp tục tăng PAC.
7. Hệ thống DAF không tạo đủ điều kiện để tách bông dầu
PAC chỉ giúp tạo vi bông. Việc đưa bông dầu ra khỏi nước phụ thuộc rất lớn vào khả năng hoạt động của DAF.
Các vấn đề thường gặp gồm:
- Áp suất bình hòa tan thấp.
- Tỷ lệ hồi lưu không đủ.
- Bọt khí quá lớn.
- Bọt khí phân bố không đều.
- Lưu lượng vào DAF vượt thiết kế.
- Thời gian lưu quá ngắn.
- Cánh gạt bùn hoạt động không tốt.
- Lớp bùn nổi quá dày.
Nếu bông dầu đã tốt nhưng DAF không tách được, tăng PAC sẽ chỉ làm lượng bông và bùn nhiều hơn.
Dấu hiệu lỗi nằm ở DAF:
- Jar Test cho nước rất trong.
- Bông trước DAF lớn và chắc.
- Nước đầu ra vẫn mang theo bông.
- Lượng bọt khí quan sát được ít hoặc không đều.
- Hiệu quả giảm khi lưu lượng tăng.
Trong trường hợp này, cần kiểm tra công nghệ DAF trước khi tiếp tục điều chỉnh hóa chất.
8. Phần dầu còn lại đang ở dạng hòa tan
PAC, Polymer và DAF chủ yếu phù hợp với dầu tự do, dầu phân tán và dầu nhũ hóa sau khi đã được làm mất ổn định. Chúng không thể loại hoàn toàn các hợp chất dầu đã hòa tan ở cấp độ phân tử.
Dấu hiệu phần dầu hòa tan hoặc COD hòa tan còn cao:
- Nước đã trong nhưng COD vẫn cao.
- Không còn giọt dầu nhìn thấy.
- DAF tạo rất ít bùn dù COD còn lớn.
- Tăng PAC không tạo thêm bông.
- Mẫu sau lọc vẫn có COD cao.
Trong trường hợp này, tiếp tục tăng PAC không phải giải pháp phù hợp.
Có thể cần đánh giá:
- Xử lý sinh học.
- Than hoạt tính.
- Oxy hóa nâng cao.
- Màng.
- Công nghệ chuyên biệt theo loại hợp chất hữu cơ.
Cần phân biệt rõ mục tiêu giảm dầu mỡ với mục tiêu giảm COD. Tách hết giọt dầu không đồng nghĩa toàn bộ COD hữu cơ đã được loại bỏ.
9. Tải dầu đầu vào biến động quá mạnh
Nếu hệ thống dùng một liều PAC cố định trong khi tải dầu thay đổi liên tục, PAC sẽ có lúc thiếu và có lúc dư.
Nguyên nhân làm tải dầu biến động gồm:
- Xả nước vệ sinh theo từng mẻ.
- Rò rỉ dầu sản xuất.
- Thay đổi nguyên liệu.
- Chất tẩy rửa được xả tập trung.
- Bể điều hòa khuấy không đều.
- Nước thải đậm đặc đi tắt qua bể điều hòa.
Dấu hiệu:
- Cùng một liều PAC nhưng hiệu quả thay đổi theo giờ.
- DAF hoạt động tốt ở ca này nhưng kém ở ca khác.
- Nước trắng đục xuất hiện theo từng đợt.
- Polymer và PAC phải điều chỉnh liên tục.
Cách khắc phục:
- Ổn định bể điều hòa.
- Kiểm soát nguồn xả dầu.
- Thu hồi dầu tự do ngay tại nguồn.
- Tách riêng dòng thải đậm đặc.
- Xây dựng nhiều mức liều hóa chất theo tải dầu.
Ổn định nước đầu vào thường hiệu quả hơn việc châm PAC ở mức cao để dự phòng cho mọi tình huống.
10. Cách kiểm tra khi tăng PAC nhưng dầu vẫn không giảm
Khi gặp tình trạng này, nên kiểm tra theo đúng trình tự để tránh tiếp tục tăng hóa chất không cần thiết.
- Lấy mẫu nước trước công đoạn hóa lý.
- Quan sát dầu có tự tách lớp hay không.
- Đo pH, dầu mỡ, COD, TSS và độ đục.
- Kiểm tra sự hiện diện của chất hoạt động bề mặt.
- Jar Test nhiều mức pH.
- Thử Demulsifier trước PAC.
- Jar Test cả các liều PAC thấp hơn mức hiện tại.
- Giữ PAC tối ưu và sàng lọc Polymer.
- Quan sát bông tại điểm sau Polymer và trước DAF.
- Kiểm tra áp suất, hồi lưu và bọt khí DAF.
- Đo lại dầu mỡ và COD sau xử lý.
- Chỉ tăng PAC khi chứng minh được hệ thống thực sự thiếu chất keo tụ.
Bảng chẩn đoán nhanh khi PAC không cải thiện tách dầu
| Hiện tượng | Nguyên nhân có thể | Hướng xử lý ưu tiên |
|---|---|---|
| Nước trắng sữa, không tách lớp | Dầu nhũ hóa ổn định | Jar Test Demulsifier trước PAC |
| Tăng PAC nhưng chỉ tăng cặn | PAC đã đủ hoặc quá liều | Thử giảm PAC và kiểm tra pH |
| Có vi bông nhưng bông nhỏ | Polymer chưa phù hợp | Giữ PAC, sàng lọc Polymer |
| Bông lớn rồi bị vỡ trước DAF | Lực cắt quá cao | Kiểm tra bơm, khuấy, van và đường ống |
| Bông tốt nhưng không nổi | DAF thiếu khí hoặc hồi lưu kém | Kiểm tra bình hòa tan và tải thủy lực |
| Nước trong nhưng COD vẫn cao | Còn hữu cơ hoặc dầu hòa tan | Đánh giá sinh học, hấp phụ hoặc oxy hóa |
| Hiệu quả thay đổi theo từng ca | Tải dầu và chất tẩy rửa biến động | Ổn định bể điều hòa và kiểm soát nguồn xả |
Câu hỏi thường gặp
Nước còn dầu thì có nên tiếp tục tăng PAC không?
Không nên tăng ngay. Trước tiên cần xác định dầu đang ở dạng tự do, nhũ hóa hay hòa tan và kiểm tra pH, Demulsifier, Polymer cùng hoạt động của DAF.
Tại sao Demulsifier có thể giúp giảm lượng PAC?
Demulsifier làm nhũ tương mất ổn định, giúp các giọt dầu dễ kết hợp và tương tác với PAC hơn. Khi phá nhũ hiệu quả, PAC không phải dùng liều quá cao để cố gom các giọt dầu đang được bảo vệ.
Đã có bông dầu nhỏ thì nên tăng PAC hay Polymer?
Nếu sau PAC đã xuất hiện nhiều vi bông, nên kiểm tra Polymer trước. Tăng PAC trong trường hợp này có thể chỉ làm lượng bùn tăng.
Tại sao Jar Test tốt nhưng DAF thực tế vẫn còn dầu?
Nguyên nhân có thể là bông bị phá trước DAF, thiếu khí hòa tan, tỷ lệ hồi lưu thấp, tải thủy lực cao hoặc cơ cấu thu bùn hoạt động chưa tốt.
Dầu giảm nhưng COD vẫn cao có nên tăng PAC tiếp không?
Không nên mặc định. Phần COD còn lại có thể ở dạng hòa tan mà PAC không thể loại bỏ hiệu quả. Cần phân tích thêm để lựa chọn sinh học, hấp phụ hoặc oxy hóa.
Kết luận
Tăng PAC nhưng hiệu quả tách dầu không cải thiện thường cho thấy vấn đề không còn nằm ở lượng chất keo tụ.
Các nguyên nhân cần ưu tiên kiểm tra gồm:
- Dầu đang ở dạng nhũ hóa ổn định.
- Chất hoạt động bề mặt quá cao.
- pH chưa phù hợp.
- PAC đã đủ hoặc đang quá liều.
- Polymer chưa phù hợp.
- Bông dầu bị phá trước DAF.
- DAF thiếu khí hoặc quá tải.
- Phần dầu còn lại ở dạng hòa tan.
- Tải dầu đầu vào biến động mạnh.
Nguyên tắc kiểm tra nên áp dụng là:
Xác định dạng dầu → Tối ưu pH → Phá nhũ → Tối ưu PAC → Chọn Polymer → Kiểm tra DAF
Không nên tiếp tục tăng PAC khi đã có vi bông rõ hoặc khi Jar Test cho thấy liều cao hơn không cải thiện nước đầu ra. Khi đó, cần chuyển sang kiểm tra quá trình phá nhũ, Polymer, lực cắt và khả năng tuyển nổi.
Quý khách cần tư vấn lựa chọn Demulsifier xử lý dầu nhũ hóa, PAC 31% hoặc Polymer phù hợp cho hệ thống DAF, vui lòng liên hệ Châu An Chemical để được hỗ trợ Jar Test và tối ưu theo mẫu nước thực tế.
