GIẢI PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI NGÀNH SẢN XUẤT PHÂN BÓN HÓA HỌC

Phân bón hóa học cung cấp dinh dưỡng cần thiết cho sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng. Các loại hóa chất hoặc các chất khoáng thiên nhiên là nguyên liệu được sử dụng để sản xuất phân hóa học. Nước thải ngành sản xuất phân bón chứa nhiều độc tố hóa học khó xử lý. Phương pháp nào để xử lý nước thải ngành sản xuất phân bón? Cùng Hưng Phương tìm hiểu qua bài viết dưới đây nhé.

ĐẶC TÍNH CỦA NƯỚC THẢI NGÀNH SẢN XUẤT PHÂN BÓN

Sản phẩm ngành phân bón hóa học chủ yếu gồm: phân đạm (N), phân lân (P), phân (K). Bên cạnh đó, còn có các loại phân hỗn hợp của các loại phân trên, phân vi lượng.

Các hóa chất được dùng để sản xuất phân hóa học gồm NH₃, CO₂, các loại axit HNO₃, H₂SO₄, H₃PO₄. Ngoài ra, còn có các loại quặng đối với phân lân.

Nguồn phát và tính chất sinh nước thải ngành sản xuất phân bón.

Nguồn phát sinh nước thải phụ thuộc vào dây chuyền công nghệ sản xuất của từng loại phân bón khác nhau. Nước thải ngành sản xuất phân bón phát sinh từ các nguồn chính sau đây:

• Nước thải phát sinh từ dây chuyền sản xuất phân đạm chứa bụi than, CN^–, phenol, H₂S, NH₃, NH₂NO₃.
• Dây chuyền sản xuất phân lân (photphat) phát sinh nước thải chứa hàm lượng các chất ô nhiễm: H₂SO₄, HNO₃, và các chất sinh ra từ quá trình làm sạch khí flo, As₂O₃, TeO₂, SeO₂, SO₂.
• Nước thải từ dây chuyền sản xuất kali chứa các muối hòa tan, cặn bẩn (đất, đá, vôi) trong quá trình gia công muối mỏ.

Nước thải ngành sản xuất phân bón được chia thành các dòng thải chính:

• Dòng thải mang tính axit hay kiềm cao.
• Dòng thải chứa NH₃ và ure nồng độ cao.
• Nước thải chứa Flour và photphat.
• Dòng thải chứa dầu, chất rắn lơ lửng cao.
• Dòng thải của khí hóa than chứa xyanua, H₂S, phenol.

PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI NGÀNH SẢN XUẤT PHÂN BÓN

Nước thải của ngành sản xuất phân bón bị ô nhiễm bởi các nguồn khác nhau và có đặc tính khác nhau. Đặc tính nước thải ngành sản xuất phân bón chứa thành phần ô nhiễm các chất hóa học cao. Dựa vào tính chất các dòng thải có các phương pháp xử lý nước thải ngành sản xuất phân bón:

Nước thải mang tính axit hoặc kiềm cao:

Nước thải mang tính axit hoặc kiềm cao được xử lý bằng phương pháp trung hòa. Có thể trung hòa bằng việc gộp hai dòng nước thải mang tính axit hoặc kiềm với nhau hay dùng tác nhân trung hòa.

• Phương pháp trộn hai dòng nước thải: việc gộp hai dòng thải áp dụng được đối với nhà máy phát sinh cùng một lúc 2 dòng thải axit và kiềm.
• Phương pháp sử dụng các tác nhân trung hòa:

     Để trung hòa nước thải axit thì các tác nhân trung hòa mang tính kiềm như: NaOH, KOH, Na₂CO₃, CaCO₃, NH₄OH, MgCO₃, đôlômit (CaCO₃, MgCO₃),…

     Để trung hòa nước thải kiềm thì các tác nhân trung hòa mang tính axit như: H₂SO₄, HCl, H₂CO₃, các muối axit,…

Nước thải có hàm lượng NH₃ và ure cao:

       Để xử lý dòng nước thải này có thể lựa chọn 1 trong 3 phương pháp sau:

• Phương pháp trao đổi ion: Phương pháp này được thực hiện ở nhiệt độ thấp, nồng độ NH₃ bất kỳ và NH₃ thu hồi được tuần hoàn cho sản xuất.

• Phương pháp nuôi tảo: Một số loài tảo như Spirulina, Cloella-scenesmus có thể phát triển trong nước thải nhà máy sản xuất phân đạm. Chúng sử dụng NH₃ và ure như một chất dinh dưỡng trong quá trình sinh trưởng ở liều lượng thích hợp, như NH₃ là 75mg/l. Tảo sẽ chết khi nồng độ NH₃ quá cao.
• Phương pháp xử lý sinh học: phương pháp này được sử dụng khá phổ biến ở nước ta. NH₃ sẽ bị phân hủy bởi các vi sinh vật hiếu khí và kỵ khí bằng các quá trình nitrat, nitrit hóa và khử nitrat thành N₂. Cụ thể:

Quá trình Nitrat hóa (hiếu khí): (NH₃, NH₄⁺) trong nước thải sẽ được vi khuẩn Nitrosomonas oxy thành Nitrit (NO₂⁻). Sau đó, vi khuẩn Nitrobacter sẽ tiếp tục oxy hóa NO₂⁻ thành Nitrat (NO₃⁻).

Quá trình khử Nitrat (thiếu khí): NO₃⁻ sẽ bị khử thành khí Nitơ (N₂). Các chủng vi khuẩn tham gia vào quá trình này như Thiobacillus denitrificans, Micrococcus denitrificans, Serratia, Pseudomonas và Achromobacter.

Sử dụng thêm chế phẩm sinh học Bioclean ACF Nitro Activator hoặc Bio M5 để tăng cường quá trình xử lý nồng độ amonia trong nước thải.

Đối với nước thải có hàm lượng flour và photphat cao:

Flour và photphat là hai thành phần trong nước thải của dây chuyền sản xuất phân lân và phân hỗn hợp NPK. Sử dụng sữa vôi hoặc vôi để tạo thành các chất kết tủa CaF₂, CaHPO₄, hay Ca(OH)(PO₄)₃. Ngoài ra, chất keo tụ Fe₂(SO₄)₃ sẽ làm tăng hiệu quả khử phospho và lắng. Ca(OH)₂ hay H₂SO₄ để điều chỉnh pH trong khoảng từ 6 đến 8.

Phương pháp xử lý dầu, chất lơ lửng cao: 

• Đối với dầu mỡ được tách bằng phương pháp cơ học, tuyển nổi, sục khí.
• Đối với chất lơ lửng thường là các cặn từ sản phẩm hay nguyên liệu trong quá trình sản xuất phân bón: Được xử lý bằng phương đông keo tụ và sau đó là lắng.

Phương pháp xử lý dòng thải của khí hóa than chứa xyanua, H₂S, phenol:

Hàm lượng xyanua sinh ra trong quá trình sản xuất phân đạm, gắng với công nghệ khí hóa than được xử lý bằng phương pháp oxy hóa. Phương pháp này dùng các chất oxy hóa mạnh như clo, NaOCl, H₂O₂,… để oxy hóa muối xyanua thành muối xyanuat có độ độc bằng 1/1000 muối xyanua.

CN^– + OCl^– + H₂O → CNCl + 2OH^–

CNCl + 2OH^– → CNO^– + Cl^– + H₂O

CN^– + OCl^{–   →}  CNO^– + Cl^–

Hoặc CN^– + H₂O₂ → CNO^– + H₂O

Trong điều kiện dư chất oxy hóa và giảm pH = 5 – 7, xyanat tiếp tục bị oxy hóa thành CO₂ và N₂.

2CNO^– + 3OCl^– + 2H⁺ → 2CO₂­ + H₂O + N₂­ + 3Cl^–

2CNO^– + 3Cl₂ + 4OH^– → 2CO₂­ + 2H₂O + N₂­ + 6Cl^–

NaOCl được dùng để xử lý dòng thải liên tục. H₂O₂ được dùng để xử lý dòng thải gián đoạn. Điều này sẽ làm giảm chi phí về chất oxy hoá. Nhưng khi dùng H₂O₂ hạn chế được hàm lượng clo trong nước.

Ngoài ra,phương khác để khử độc xyanua là dùng sunfat sắt. Kết tủa Fe₂[Fe(CN₆)] được loại ra khỏi nước thải bằng phương pháp lắng.

2CN^– + FeSO₄ → Fe(CN)₆^4- + SO₄^2-

Fe(CN)₆^4- + 2FeSO₄ → Fe₂[Fe(CN)₆]^– + SO₄^2-

Trên đây là các phương pháp để xử lý loại bỏ các chất ô nhiễm trong nước thải ngành sản xuất phân bón. Các phương pháp này là cơ sở để xây dựng một quy trình công nghệ xử lý nước thải ngành sản xuất phân bón. Bạn đọc có nhu cầu tư vấn kỹ thuật liên hệ ngay qua hotline 0904.000.245 để được hỗ trợ nhanh nhất.