Nguyên lý của quá trình xử lý nước thải nhiễm dầu - ThS Nguyễn Hữu Tuyên

Để xử lý nước thải nhiễm dầu trước hết cần phải hiểu rõ các dạng tồn tại của dầu trong nước thải (Đặc trưng của nước thải nhiễm dầu) từ đó có thể lựa chọn các phương pháp xử lý phù hợp với đặc trung loại nước thải này.

1. Các dạng tồn tại của dầu 

Trong thực tế, dầu tồn tại nhiều trạng thái khác nhau và khó xác định thành phần. Thông thường, dầu tồn tại ở bốn trạng thái cơ bản sau:

- Dầu tồn tại dưới dạng tự do: Ở dạng này dầu sẽ nổi lên thành các váng dầu, dầu tự do sẽ nổi lên trên bề mặt nước do trọng lượng riêng của dầu nhỏ hơn nước

- Dầu tồn tại dưới dạng nhũ tương hóa học: là dạng tạo thành do các tác nhân hóa học hoặc các hóa học asphaten làm thay đổi sức căng bề mặt và làm ổn định hóa học dầu phân tán.

- Dầu tồn tại dưới dạng nhũ tương cơ học: có 2 dạng nhũ tương cơ học tùy thuộc vào đường kính của giọt dầu: Loại có kích thước vài chục micromet: Có Độ ổn định thấp; Loại nhỏ hơn: có độ ổn định cao hơn, tương tự như dạng keo

- Dầu tồn tại dưới dạng hòa tan: Phân tử hòa tan như các chất thơm Dầu không hòa tan sẽ tạo thành lớp màng bao bọc quanh chất rắn lơ lửng, chúng ảnh hưởng tới khả năng lắng hoặc nổi của chất rắn lơ lửng, gây khó khăn trong việc xử lý nước thải nhiễm dầu.

2. Nguồn phát sinh nước thải nhiễm dầu

Nước thải nhiễm dầu phát sinh chủ yếu từ các nguồn sau:

+ Nước thải nhiễm dầu phát sinh từ các dàn khoan dầu: nước thải tổng hợp có nhiễm dầu phát sinh từ sàn tàu, thiết bị máy móc trong quá trình sản xuất, vệ sinh máy móc thiết bị, nước bẩn của đáy tàu,

+ Nước thải nhiễm dầu phát sinh từ sự cố tràn dầu: ô nhiễm dầu do các vụ chìm tàu chở dầu; thiết bị máy móc khi bị sự cố. Ngoài ra còn do sự phun trào dầu tại các mỏ dầu.

Nước thải nhiễm dầu phát sinh từ các nhà máy lọc hóa dầu

+ Nước thải nhiễm dầu phát sinh từ các hoạt động của kho chứa xăng dầu: nước thải phát sinh từ quá trình súc rửa, làm mát bồn chứa; vệ sinh máy móc thiết bị; rơi vãi xăng dầu.

+ Nước thải nhiễm dầu phát sinh từ quá trình sử dụng xăng dầu: trong quá trình sử dụng khó tránh khỏi việc thất thoát xăng dầu ra ngoài môi trường.

+ Nước thải các cơ sở sửa chữa bảo dưỡng đầu máy, thiết bị máy mọc (tầu hỏa, động cơ Diên) các cơ sở chăm sóc và bảo dưỡng xe máy.

3. Ảnh hưởng của nước thải nhiễm dầu

Nước thải nhiễm dầu ảnh hưởng tới ba khía cạnh lớn mà chúng ta cần quan tâm như sau: ảnh hưởng tới môi trường; ảnh hưởng tới vi sinh vật và ảnh hưởng tới kinh tế con người.

Nước thải nhiễm dầu ảnh hưởng tới môi trường:

Nước thải nhiễm dầu làm tăng độ nhớt, giảm nồng độ oxy hấp thụ vào nước, làm thay đổi tính chất lí hóa của môi trường nước dẫn tới thiệt hại nghiêm trọng tới môi trường nước. Dầu trong nước có khả năng chuyển hóa thành các hóa chất độc hại khác đối với con người và thủy sinh như phenol, các dẫn xuất clo của phenol

Tính chất ô nhiễm của nước thải làm cho môi trường nước bị biến đổi bất lợi (pH bị bất ổn định, DO giảm xuống)

4. Nước thải nhiễm dầu ảnh hưởng tới vi sinh vật

Nước thải nhiễm dầu chưa được xử lý mà xả ra môi trường ảnh hưởng rất lớn tới sinh vật. Do khi nước thải nhiễm dầu trước tiên là ảnh hưởng tới bộ lông của động vật. Khi bị dính dầu, sẽ làm động vật khó thích nghi với sự thay đổi nhiệt độ, giảm độ nổi trên bề mặt nước; khó thoát khỏi động vật săn mồi, giảm khả năng trao đổi chất và làm giảm thân nhiệt. Nếu nuốt phải nước thải nhiễm dầu, động vật sẽ bị mất nước, giảm khả năng tiêu hóa.

Khi bị ướt lông, động vật thường có xu hướng rỉa lông, càng rỉa lông thì càng nuốt dầu vào bụng, dẫn tới làm hại thận, thay đổi chức năng của phổi và kích thích hệ tiêu hóa.

Nước thải nhiễm dầu nổi trên bề mặt nước làm giảm khả năng chiếu sáng vào nước, làm hạn chế sự quang hợp của thực vật trong nước, nếu kéo dài sẽ làm mất cân bằng hệ sinh thái.

5. Nước thải nhiễm dầu ảnh hưởng tới kinh tế, xã hội và con người

- Nếu con người sử dụng nguồn nước bị nhiễm dầu thì trước tiên sẽ ảnh hưởng tới sức khỏe, mắc một số bệnh về đường ruột, bệnh về da, đặc biệt hơn có thể gây ung thư phổi, làm tốn tiền bạc, giảm tuổi thọ.

- Không chỉ sử dụng nguồn nước nhiềm dầu, nếu con người hít phải hơi dầu cũng có cảm giác buồn nôn, nhức đầu, gây khó chịu.

- Nước thải nhiễm dầu có thể phá hủy hoạt động của con người nếu bị nhiễm độc cấp tính hoặc mãn tính

- Ngoài ra, nếu nước cấp cho nuôi trồng thủy sản bị nhiễm dầu thì con vật nuôi sẽ chậm phát triển hoặc có thể bị chết, người dân có thể bị mất trắng, thiệt hại tiền trăm hoặc nghìn tỉ đồng.

6. Phương pháp xử lý nước thải nhiễm dầu

Có khá nhiều các phương pháp có thể ứng dụng để xử lý nước thải nhiễm dầu như triết ly, lọc, tuyển nổi, trong đó phương pháp đực ứng dụng nhiều hơn cả là phương pháp tuyển nổi vi bọt bằng thiết bị tuyển mổi VINA-DAP do VINACEE việt nam phát triển và ứng dụng.

Phương pháp tuyển nổi thường được sử dụng để tách các tạp chất (ở dạng rắn hoặc lỏng) phân tán không tan, tự lắng kém khỏi pha lỏng. Trong một số trường hợp, quá trình này còn được dùng để tách các chất hòa tan như các chất hoạt động bề mặt. Trong xử lý nước thải, quá trình tuyển nổi thường được sử dụng để khử các chất lơ lửng, làm đặc bùn sinh học. Ưu điểm cơ bản của phương pháp này là có thể khử hoàn toàn các hạt nhỏ, nhẹ, lắng chậm trong thời gian ngắn.

Quá trình tuyển nổi được thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ vào pha lỏng. Các bọt khí này sẽ kết dính với các hạt cặn. Khi khối lượng riêng của tập hợp bọt khí và cặn nhỏ hơn khối lượng riêng của nước, cặn sẽ theo bọt nổi lên bề mặt.

Hiệu suất quá trình tuyển nổi phụ thuộc vào số lượng, kích thước bọt khí, hàm lượng chất rắn. Kích thước tối ưu của bọt khí nằm trong khoảng 15 – 30 micromet (bình thường từ 50 – 120 micromet). Khi hàm lượng hạt rắn cao, xác xuất va chạm và kết dính giữa các hạt sẽ tăng lên, do đó, lượng khí tiêu tốn sẽ giảm. Trong quá trình tuyển nổi, việc ổn định kích thước bọt khí có ý nghĩa quan trọng.

Tổng hợp: ThS Nguyễn Hữu Tuyên: VINACEE Việt Nam