Xử lý nước thải dầu mỡ thành nước sản xuất là mục tiêu của nhiều ngành công nghiệp. Nó thường chứa các thành phần phân tán như giọt dầu, hạt vô cơ. Vì thế trước khi xả thải hoặc thu gom về hồ chứa chúng phải được xử lý ở độ tinh khiết nhất định. So với những công nghệ loại bỏ dầu mỡ khác thì tuyển nổi khí mang lại những lợi thế nhất định như thời gian lưu giữ ngắn, tốc độ tải cao, ít nhạy cảm hơn với dầu, hệ thống nhỏ gọn và hiệu quả tách dầu tốt hơn.
1. Phương pháp tuyển nổi khí trong XLNT dầu mỡ
Hiện nay có 3 phương pháp tuyển nổi khí thường dùng gồm tuyển nổi khí cảm ứng (IGF), tuyển nổi khí hòa tan (DAF) và tuyển nổi điện. Trong đó hai phương pháp đầu tiên được dùng phổ biến nhất. Vì thế chúng ta sẽ tìm hiểu điểm khác biệt cơ bản của chúng về cách tạo bong bóng khí, kích thước, điều kiện trộn, tốc độ thủy lực và thời gian lưu.
Đối với tuyển nổi khí cảm ứng (IGF) các bong bóng khí hình thành dựa vào phương pháp cơ học hoặc thủy lực. Theo đó, khí đưa vào thông qua dòng chảy xoáy qua quạt cơ học. Đồng thời, bộ thủy lực sử dụng thiết bị dẫn đưa khí vào nước và ít bộ phận chuyển động hơn. Những bong bóng khí này thường có kích thước từ 100 – 1000 micromet.
Đối với tuyển nổi khí hòa tan (DAF) tạo ra nhiều bong bóng mịn hơn nhờ khí hòa tan ở pha nước/pha khí khi giảm áp suất. Một yếu tố khác cần xem xét là khả năng hòa tan khí cao hơn pha dầu. Những bong bóng khí có kích thước từ 10 – 100 micromet. Gần đây người ta phát triển bong bóng nano trong hệ thống DAF. Điều này giúp cải thiện tính kỵ nước của dầu và giúp chúng bám chặt vào hạt nhỏ làm tăng hiệu quả tuyển nổi.
Sự ra đời của tuyển nổi nhỏ gọn (CFU) rất quan trọng. Đây là công nghệ kế thừa những ưu điểm từ IGF và DAF trong việc loại bỏ giọt dầu. Hệ thống tuyển nổi với thiết kế nhỏ gọn, tiết kiệm diện tích, hiệu quả loại bỏ dầu tối ưu và vận hành đơn giản hơn.
2. Thành phần ảnh hưởng đến quá trình xử lý
2.1. Hợp chất hữu cơ hòa tan
- Chúng có sẵn trong dầu, độ hòa tan phụ thuộc vào trọng lượng phân tử, loại và mức độ phân cực.
- Sự hiện diện của chúng làm tăng độ nhớt của pha nước. Kéo dài thời gian thoát qua màng. Kết quả là chúng làm giảm hiệu quả loại bỏ dầu trong quá trình tuyển nổi khí.
2.2. Độ mặn nước thải dầu mỡ
- Bao gồm số lượng và loại ion trong nước, là thông số quan trọng để tuyển nổi khí hiệu quả vì nó thúc đẩy sự gắn kết bong bóng khí và kết tụ dầu trên bong bóng khí.
- Các cation kim loại như Ca2+, Mg2+, Na+, K+ tăng hiệu quả gắn kết giữa dầu và bong bóng khí bằng cách phản ứng với chất hữu cơ hòa tan.
- Những ion hóa trị hai tạo ra các axit naphthenic phân ly trên bề mặt dầu – nước chúng có tính ưa nước hơn và phân tách khỏi bề mặt và quay trở lại pha dầu làm giảm thành phần hoạt động trên bề mặt.
2.3. Độ pH
- Ở nồng độ pH thấp thì chất hữu cơ bị hấp thụ trên bề mặt nên bị proton hóa. Trong khi đó thì pH trung tính hoặc cao hơn, các axit chi phối hoạt động trên bề mặt dầu – nước.
- Phụ thuộc vào độ pH mà ion tích điện tích tụ trên pha dầu – nước hoặc khí – nước làm giảm sức căng bề mặt và tạo thành lớp bề mặt có độ nhớt đàn hồi.
Độ pH trong nước thải dầu mỡ
2.4. Tính chất dầu trong nước thải dầu mỡ
- Dầu mỡ vốn dĩ là hợp chất của hydrocacbon và nhiều thành phần hữu cơ khác nên chúng sẽ ảnh hưởng đến quá trình phân tách.
- Những hợp chất với sự hiện diện của nguyên tử như nito, lưu huỳnh và oxy bị hấp phụ nên ảnh hưởng đến sự thoát hơi nước và ngăn cách giọt dầu và bong bóng khí.
- Ở nồng độ dầu cao sự kết tụ giữa giọt dầu trở nên hiệu quả hơn và tạo điều kiện thuận lợi trong quá trình phân tách.
2.4. Nhiệt độ và áp suất
- Giảm hay tăng nhiệt độ đều chi phối đến các yếu tố như mật độ, độ nhớt, độ hòa tan, thành phần khí, kích thước bong bóng khí. Hiệu quả dầu tăng khi nước có nhiệt độ cao hơn.
- Ảnh hưởng của áp suất ảnh hưởng đến quá trình tuyển nổi khí vì nó tác động đến hiệu quả phân tách dầu.
Tuyển nổi khí được chứng minh là kỹ thuật XLNT tiến tiến. Để tăng hiệu quả phân tách cần cân bằng các vấn đề trên. Nếu như bạn cần tìm hiểu thêm nhiều giải pháp công nghệ XLNT khác hoặc có nhu cầu xây mới hệ thống XLNT thì hãy liên hệ ngay với Công ty môi trường xử lý nước thải Hợp Nhất qua Hotline: 0938.857.768
