Nghiên cứu xử lý TSS và độ màu trong nước rỉ rác bằng phương pháp keo tụ điện hóa

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2
===o0o===

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

NGHIÊN CỨU XỬ LÝ TSS VÀ ĐỘ MÀU
TRONG NƯỚC RỈ RÁC BẰNG PHƯƠNG PHÁP
KEO TỤ ĐIỆN HÓA

Sinh viên thực hiện : Phạm Hà Phương
Ngành học

: Sư phạm Hóa học

HÀ NỘI - 2018


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2
===o0o===

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

NGHIÊN CỨU XỬ LÝ TSS VÀ ĐỘ MÀU
TRONG NƯỚC RỈ RÁC BẰNG PHƯƠNG PHÁP
KEO TỤ ĐIỆN HÓA
Sinh viên thực hiện

: Phạm Hà Phương

Ngành học

: Sư phạm Hóa học

Cán bộ hướng dẫn

GVC.ThS. LÊ CAO KHẢI

HÀ NỘI - 2018


LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, em xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới
ThS. Lê Cao Khải đã định hướng cho em có được những tư duy khoa học đúng đắn,
tận tình chỉ bảo và tạo rất nhiều thuận lợi cho em trong suốt quá trình xây dựng và
hoàn thiện đề tài này.
Em xin chân thành cảm ơn Ban Chủ nhiệm Khoa Hóa học - trường Đại học
Sư phạm Hà Nội 2, các thầy cô trong khoa, đặc biệt là các thầy cô trong tổ Hóa lý Công nghệ môi trường đã giảng dạy, chỉ bảo tận tình, giúp em có những bài học rất
bổ ích và tích lũy những kiến thức quý báu để hoàn thành khóa luận và tạo mọi điều
kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình học tập.
Xin cảm ơn các anh chị trong Phòng Công nghệ Hoá lý Môi trường thuộc
Viện Công Nghệ Môi Trường - Viện Hàn Lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam số 18 Hoàng Quốc Việt, Hà Nội đã tạo điều kiện giúp đỡ em trong suốt quá trình
thực tập tốt nghiệp vừa qua để sẵn sàng mọi kiến thức hoàn thành khóa luận tốt
nghiệp này.
Cuối cùng em xin cảm ơn gia đình, bạn bè đã luôn bên cạnh ủng hộ, động
viên, giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, tháng 5 năm 2018
Sinh viên

Phạm Hà Phương


MỤC LỤC

MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN .......................................................................................2
1.1. Tổng quan về nước rỉ rác .................................................................................2
1.1.1. Khái niệm ..................................................................................................2
1.1.2. Thành phần, tính chất nước rỉ rác ............................................................2
1.1.2.1. Thành phần nước rỉ rác của một số BCL trên thế giới ......................3
1.1.2.2. Thành phần nước rỉ rác tại một số bãi chôn lấp ở Việt Nam ............5
1.1.2.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến thành phần, tính chất nước rỉ rác ............6
1.1.3. Bãi rác Nam Sơn.......................................................................................7
1.1.3.1. Bãi chôn lấp.......................................................................................7
1.1.3.2. Tính chất của nước rỉ rác tại bãi chôn lấp Nam Sơn .........................8
1.1.3.3. Thực trạng xử lý NRR tại Nam Sơn .................................................9
1.1.4. Ảnh hưởng của nước rỉ rác tới môi trường và sức khỏe con người .........9
1.1.5. Các công trình nghiên cứu về xử lý nước rỉ rác .......................................9
1.1.5.1. Các công trình nghiên cứu trong nước ..............................................9
1.1.5.2. Các công trình nghiên cứu trên thế giới ..........................................10
1.2. Tổng quan về tổng chất rắn lơ lửng (TSS) ....................................................11
1.2.1. Khái niệm về TSS ....................................................................................11
1.2.2. Ảnh hưởng của TSS ................................................................................11
1.2.2.1. Ảnh hưởng đến sinh vật ..................................................................11
1.2.2.2. Ảnh hưởng đến môi trường .............................................................12
1.2.3. Các công trình nghiên cứu xử lý TSS .....................................................12
1.2.3.1. Các công trình nghiên cứu xử lý TSS trên thế giới .........................12
1.2.3.2. Các công trình nghiên cứu xử lý TSS tại Việt Nam .......................13
1.3. Tổng quan về độ màu.....................................................................................13

1.3.1. Khái niệm ................................................................................................13
1.3.2. Ảnh hưởng của độ màu ...........................................................................13
1.3.3. Các công trình nghiên cứu xử lý độ màu ...............................................14


1.3.3.1. Các công trình nghiên cứu xử lý độ màu trên thế giới ....................14
1.3.3.2. Các công trình nghiên cứu xử lý độ màu tại Việt Nam ..................14
1.4. Tổng quan về keo tụ điện hóa ........................................................................15
1.4.1. Khái niệm ................................................................................................15
1.4.2. Cơ chế .....................................................................................................15
1.4.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến việc thiết kế và vận hành bể keo tụ điện hóa
..........................................................................................................................17
1.4.4. Ưu, nhược điểm của phương pháp keo tụ điện hóa ...............................17
1.4.4.1. Ưu điểm ...........................................................................................17
1.4.4.2. Nhược điểm .....................................................................................18
1.4.5. Các công trình nghiên cứu xử lý nước thải bằng keo tụ điện hóa .........18
1.4.5.1. Các công trình nghiên cứu trong nước ............................................18
1.4.5.2. Các công trình nghiên cứu ngoài nước ...........................................19
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG, PHƯƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .21
2.1. Đối tượng nghiên cứu và mục tiêu nghiên cứu..............................................21
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu .............................................................................21
2.1.2. Mục tiêu nghiên cứu ...............................................................................21
2.2. Phương pháp nghiên cứu ...............................................................................21
2.2.1. Phương pháp nghiên cứu tài liệu ...........................................................21
2.2.2. Phương pháp phân tích ..........................................................................21
2.2.2.1. Phương pháp phân tích TSS ............................................................21
2.2.2.2. Phương pháp phân tích độ màu ......................................................22
2.2.3. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm...................................................22
2.2.3.1. Hệ keo tụ điện hóa...........................................................................22
2.2.3.2. Phương pháp phân tích TSS ............................................................26

2.2.3.3. Phương pháp phân tích độ màu .......................................................30
2.2.4. Phương pháp phân tích, đánh giá, xử lý số liệu thực nghiệm ................32
2.2.4.1. Phương pháp phân tích, đánh giá số liệu. .......................................32
2.2.4.2. Tính toán, xử lý số liệu thực nghiệm ..............................................32
2.3. Nội dung nghiên cứu......................................................................................33


2.3.1. Ảnh hưởng của cường độ dòng điện và thời gian điện phân đến hiệu
suất xử lý TSS và độ màu của quá trình điện hóa ............................................33
2.3.2. Ảnh hưởng của pH ban đầu đến hiệu suất xử lý hàm lượng TSS và độ
màu của quá trình điện hóa ..............................................................................34
2.3.3. Ảnh hưởng của khoảng cách giữa hai điện cực đến hiệu suất xử lý TSS
và độ màu của quá trình điện hóa ....................................................................34
2.3.4. Ảnh hưởng của vật liệu điện cực đến hiệu xuất xử lý TSS và độ màu của
quá trình điện hóa ............................................................................................34
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................36
3.1. Ảnh hưởng của cường độ dòng điện và thời gian điện hóa đến hiệu suất xử lý
TSS và độ màu ......................................................................................................36
3.1.1. Ảnh hưởng của cường độ dòng điện và thời gian điện hóa đến hiệu suất
xử lý TSS ...........................................................................................................36
3.1.2. Ảnh hưởng của cường độ dòng điện và thời gian điện hóa đến hiệu suất
xử lý độ màu .....................................................................................................39
3.2. Ảnh hưởng của pH ban đầu đến hiệu suất xử lý TSS và độ màu của quá trình
điện hóa .................................................................................................................40
3.3. Ảnh hưởng của khoảng cách điện cực đến hiệu suất xử lý TSS và độ màu
của quá trình điện hóa ...........................................................................................41
3.4. Ảnh hưởng của vật liệu điện cực đến hiệu suất xử lý TSS và độ màu của quá
trình điện hóa ........................................................................................................42
3.4.1. Ảnh hưởng của vật liệu điện cực đến hiệu suất xử lý TSS của quá trình
điện hóa ............................................................................................................43

3.4.2. Ảnh hưởng của vật liệu điện cực đến hiệu suất xử lý độ màu của quá
trình điện hóa....................................................................................................44
KẾT LUẬN ...............................................................................................................45
TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................46
PHỤ LỤC ..................................................................................................................49


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Thành phần nước rỉ rác tại một số BCL các quốc gia trên thế giới ............3
Bảng 1.2. Thành phần nước rỉ rác tại một số quốc gia Châu Á ..................................4
Bảng 1.3. Thành phần nước rỉ rác tại một số bãi chôn lấp Việt Nam .........................5
Bảng 1.4. Tính chất nước rỉ rác ở bãi chôn lấp Nam Sơn ...........................................8
Bảng 1. Ảnh hưởng của thời gian hoạt động và cường độ dòng điện đến hiệu suất
xử lý TSS ...................................................................................................................49
Bảng 2. Ảnh hưởng của thời gian điện hóa và cường độ dòng điện đến hiệu suất xử
lý độ màu ...................................................................................................................49
Bảng 3. Ảnh hưởng của pH ban đầu đến hiệu suất xử lý TSS và độ màu ................49
Bảng 4. Ảnh hưởng của khoảng cách điện cực đến hiệu suất xử lý TSS và độ màu 50
Bảng 5. Ảnh hưởng của vật liệu điện cực đến hiệu suất xử lý TSS ..........................50
Bảng 6. Ảnh hưởng của vật liệu điện cực đến hiệu suất xử lý độ màu .....................50


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Mặt cắt ngang bãi chôn lấp của bãi rác Nam Sơn .......................................8
Hình 1.2. Sơ đồ bể keo tụ điện hóa hoạt động theo mẻ ............................................16
Hình 2.1. Sơ đồ thiết kế bể keo tụ điện hóa ..............................................................23
Hình 2.2. Hệ thống thí nghiệm bể keo tụ điện hóa ...................................................23
Hình 2.3. Điện cực sắt ...............................................................................................24
Hình 2.4. Kẹp kết nối điện với điện cực ...................................................................24
Hình 2.5. Máy khuấy từ gia nhiệt .............................................................................25

Hình 2.6. Máy đo pH.................................................................................................25
Hình 2.7. Nguồn điện một chiều (DC REGULATED POWER SUPPLY) ..............26
Hình 2.8. Các dây điện cực được nối vào bản cực....................................................28
Hình 2.9. Lấy mẫu tại các mốc thời gian và để lắng 60 phút ...................................28
Hình 2.10. Định mức mẫu sau lắng bằng bình định mức 25ml ................................29
Hình 2.11. Tiến hành lọc mẫu bằng giấy lọc sau định mức ......................................29
Hình 2.12. Phương trình đường chuẩn xác định độ màu ..........................................31
Hình 3.1. Ảnh hưởng của cường độ dòng điện và thời gian điện phân đến hiệu suất
xử lý TSS ...................................................................................................................37
Hình 3.2. Ảnh hưởng của cường độ dòng điện và thời gian điện phân đến hiệu suất
xử lý độ màu ..............................................................................................................39
Hình 3.3. Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất xử lý TSS và độ màu ...........................40
Hình 3.4. Ảnh hưởng của khoảng cách điện cực đến hiệu suất xử lý TSS và độ màu
...................................................................................................................................41
Hình 3.5. Ảnh hưởng của vật liệu điện cực đến hiệu suất xử lý TSS .......................43
Hình 3.6. Ảnh hưởng của vật liệu điện cực đến hiệu suất xử lý độ màu ..................44


DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU CHỮ VIẾT TẮT
BCL

Bãi chôn lấp

BOD

Nhu cầu oxy sinh học

BOD5

Nhu cầu oxy sinh học sau 5 ngày

COD

Nhu cầu oxy hóa học

NRR

Nước rỉ rác

SS

Chất rắn lơ lửng

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

TDS

Tổng chất rắn hòa tan

TN

Hàm lượng Nitơ tổng

TOC

Tổng Cacbon hữu cơ

TSS

Tổng chất rắn lơ lửng

CTR

Chất thải rắn


MỞ ĐẦU
Tính cấp thiết của đề tài
Vấn đề rác thải hiện nay đang là một nguy cơ nghiêm trọng đối với con người,
không có quốc gia nào tránh khỏi việc buộc phải đối mặt với nguy cơ này, nhất là
các nước đang phát triển trong đó có Việt Nam. Cùng với tốc độ tăng trưởng nhanh
thì lượng rác thải cũng ngày càng lớn, chúng ta sẽ phải giải quyết vấn đề rác thải
như thế nào? Câu hỏi này đã từng bước được trả lời, mặc dù hiện tại thì nó còn chưa
đầy đủ nhưng một mặt nó cũng cho ta thấy được nỗ lực trong xử lý rác thải ở nước
ta. Rác thải tại Hà Nội, một trung tâm phát triển kinh tế của cả nước đã và đang
từng bước được giải quyết sao cho ổn định phát triển kinh tế, ổn định xã hội - môi
trường. Nhưng có một thực trạng phát sinh từ những khu chôn lấp rác tại Hà Nội đó
là tình trạng ô nhiễm do nước rỉ rác, việc xử lý nước rỉ rác tại các bãi rác luôn là
mối quan tâm và lo ngại hàng đầu của những ai hoạt động trong lĩnh vực môi
trường, bởi đây chính là một thứ chất thải chứa đựng nhiều vi khuẩn độc hại, có
nguy cơ gây ô nhiễm nguồn nước ngầm, nước mặt rất lớn.
Hiện nay có rất nhiều nghiên cứu về các phương pháp xử lý và các công trình
xử lý nước rỉ rác nhưng việc ứng dụng vào thực tế còn rất hạn chế. Xuất phát từ
những lí do trên, để góp phần nhỏ vào việc bảo vệ môi trường, đặc biệt là môi
trường nước bước đầu em thực hiện đề tài: “Nghiên cứu xử lý TSS và độ màu
trong nước rỉ rác bằng phương pháp keo tụ điện hóa”.
Nội dung nghiên cứu
-

Thu thập các tài liệu, số liệu về thành phần trong nước rỉ rác, tìm hiểu các
công trình xử lý NRR ở Việt Nam và trên thế giới.

-

Nghiên cứu, tìm hiểu về phương pháp keo tụ điện hóa trong xử lý nước thải.

-

Nghiên cứu ảnh hưởng của các giá trị cường độ dòng điện (I) , độ pH, thời
gian vận hành, vật liệu điện cực, khoảng cách điện cực đến hiệu suất xử lý
hàm lượng TSS và nồng độ màu trong nước rỉ rác của bãi rác Nam Sơn.

-

Phân tích đánh giá số liệu thu thập được trong quá trình nghiên cứu. Lựa
chọn ra các giá trị tốt nhất áp dụng cho phương pháp này trong thực tế.

1


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về nước rỉ rác
1.1.1. Khái niệm
Nước rỉ rác từ bãi chôn lấp có thể được định nghĩa là chất lỏng thấm qua các
lớp chất rắn mang theo các chất hòa tan hoặc các chất lơ lửng. Trong hầu hết các bãi
chôn lấp nước rỉ rác bao gồm chất lỏng đi vào bãi chôn lấp từ các nguồn bên ngoài,
như nước mặt, nước mưa, nước ngầm và chất lỏng tạo thành trong quá trình phân
hủy các chất thải. Đặc tính của chất thải phụ thuộc vào nhiều hệ số.

1.1.2. Thành phần, tính chất nước rỉ rác
Về cơ bản nước rỉ rác gồm 2 thành phần chính: đó là các hợp chất hữu cơ và
các hợp chất vô cơ.
- Các chất hữu cơ: axit humic, axit fulvic, tannin và các loại hợp chất hữu
cơ có nguồn gốc nhân tạo.
- Các chất vô cơ: là các hợp chất của nitơ, lưu huỳnh, photpho.
Mỗi quốc gia có quy trình vận hành BCL khác nhau, nhưng nhìn chung
thành phần NRR chịu ảnh hưởng bởi các yếu tố chính sau:
- Chất thải được đưa vào chôn lấp: loại chất thải, thành phần chất thải và tỷ
trọng chất thải
- Quy trình vận hành BCL: quá trình xử lý sơ bộ và chiều sâu chôn lấp
- Thời gian vận hành BCL
- Điều kiện khí hậu: độ ẩm và nhiệt độ không khí
- Điều kiện quản lý chất thải
Các yếu tố trên ảnh hưởng nhiều đến đặc tính NRR, đặc biệt là thời gian vận
hành BCL, yếu tố này sẽ quyết định được tính chất NRR chẳng hạn như NRR cũ
hay mới, sự tích lũy các chất hữu cơ khó/không có khả năng phân hủy sinh học
nhiều hay ít, hợp chất chứa Nitơ sẽ thay đổi cấu trúc. Do đó, hầu hết các loại
nước rỉ rác cần được đánh giá một cách độc lập để tìm ra phương pháp xử lý
thích hợp.

2


1.1.2.1. Thành phần nước rỉ rác của một số BCL trên thế giới
Thành phần đặc trưng của NRR ở một số nước trên thế giới được trình bày cụ
thể trong bảng 1.1 và bảng 1.2.
Bảng 1.1. Thành phần nước rỉ rác tại một số BCL các quốc gia trên thế giới
Colombia
Thành

phần

Đơn vị

Pereira (5
năm vận
hành)

Canada
Clover Bar

Đức

(Vận hành

BCL CTR

từ năm

đô thị

1975)

pH

-

7,2 – 8,3

8,3

-

COD

mgO2/l

4350 – 65000

1090

2500

BOD

mgO2/l

1560 – 48000

39

230

NH4

mg/l

200 – 3800

455

1100

TS

mg/l

7990 – 89100

-

-

TSS

mg/l

190 – 27800

-

-

TDS

mg/l

7800 – 61300

-

-

PO42-

mg/l

2 – 35

-

-

Độ kiềm

mgCaCO3/l

3050-8540

4030

-

Tuổi thọ

Năm

>5

>40

-

Nguồn: Lee & Jone, 1993; Diego Paredes, 2003;
F. Wang etal, 2004; KRUSE, 1994 [1].

3


Bảng 1.2. Thành phần nước rỉ rác tại một số quốc gia Châu Á
Thái Lan
Thành phần

Đơn vị

Hàn Quốc

BCL

Sukdowop

Sukdowop

pathumthani

NRR 1 năm

NRR 12 năm

pH

-

7,8 – 8,7

5,8

8,2

Độ dẫn điện

μS/cm

19400 - 23900

-

-

COD

mgO2/l

4119 - 4480

12500

2000

BOD5

mgO2/l

750 - 850

7000

500

SS

mg/l

141 - 410

400

20

TSS

mg/l

10588 - 14373

-

-

N – NH3

mg/l

1764 - 2128

200

1800

N - Org

mg/l

300 - 600

-

-

Photpho tổng

mg/l

25 - 34

-

-

Độ kiềm

mgCaCO3/l

-

2000

10000

(Nguồn: Kwanrutai Nakwan, 2002 [1])
Nhìn chung nước rỉ rác ở các BCL trên thế giới đều có tính chất giống nhau
là có nồng độ COD, BOD5 cao dao động từ hàng nghìn đến chục nghìn mgO2/l đối
với NRR mới. Các bãi chôn lấp có tuổi thọ càng cao thì tỉ lệ BOD/COD cũng như
hàm lượng TSS càng thấp. Điều này cho thấy, BCL càng lâu sẽ chứa càng nhiều
hợp chất hữu cơ khó phân hủy sinh học. Từ các số liệu thống kê trên cho thấy, trong
khi giá trị pH của NRR tăng theo thời gian, thì đa số nồng độ các chất ô nhiễm
trong nước rỉ rác lại giảm dần, ngoại trừ NH3 trung bình khoảng 1800mg/l. Nồng độ
amoni ở hầu hết các BCL trên thế giới đều cao, chỉ một vài BCL nhỏ ở các nước
châu Á có nồng độ thấp hơn.
Khả năng phân hủy sinh học của NRR thay đổi theo thời gian, dễ phân hủy
trong giai đoạn đầu vận hành BCL và khó phân hủy khi BCL đi vào giai đoạn hoạt

4


động ổn định. Sự thay đổi này được biểu thị qua tỷ lệ BOD5/COD, trong thời gian
đầu tỷ lệ này có thể lên tới 80%, với tỷ lệ BOD5/COD lớn hơn 0,4 chứng tỏ các chất
hữu cơ trong NRR có khả năng phân hủy sinh học, còn đối với các BCL cũ tỷ lệ này
thường thấp nằm trong khoảng 0,05 – 0,2; tỷ lệ thấp như vậy do NRR cũ chứa các
hợp chất ligmin, axit humic và axit fulvic và những chất khó phân hủy sinh học.

1.1.2.2. Thành phần nước rỉ rác tại một số bãi chôn lấp ở Việt Nam
Nhìn chung, hầu hết các BCL tại Việt Nam vẫn chưa áp dụng biện pháp phân
loại rác tại nguồ n nên thành phầ n của nước rỉ rác rất phức tạp. Bên cạnh đó việc vận
hành BCL chưa đúng với thiết kế, hoạt động quá tải của các BCL tại Việt Nam và
các sự cố xảy ra trong quá trình vận hành (trượt đất, hệ thống ống thu nước rỉ rác bị
nghẹt…) đã làm thành phần nước rỉ rác thay đổi rất lớn gây ảnh hưởng đến hiệu quả
xử lý. Chính vì vậy, vấ n đề vướng mắ c hiện nay mà hầ u hế t các BCL ở Viêt ̣ Nam
gặp phải nhưng chưa có phương hướng giải quyế t tối ưu đó là vấ n đề xử lý nước rỉ
rác.
Cũng như nhiều loại nước thải khác, các thành phần (pH, COD, BOD5, NH3-,
SO42-, TSS...) và tính chất (khả năng phân hủy sinh học hiếu khí, kỵ khí...) của nước
rỉ rác phát sinh từ các BCL tại Việt Nam khá cao và đó cũng là một trong những
thông số quan trọng dùng để xác định công nghệ xử lý, tính toán thiết kế các công
trình đơn vị, lựa chọn thiết bị, xác định liều lượng hoá chất tối ưu và xây dựng quy
trình vận hành thích hợp. Dưới đây là 1 vài thông số quan trọng trong nước rỉ rác ở
các BCL tại Việt Nam.
Bảng 1.3. Thành phần nước rỉ rác tại một số bãi chôn lấp Việt Nam

Thông số

Đơn

BCL Nam

BCL Gò Cát

BCL Thủy

BCL Tràng

vị

Sơn (HN)

(TP.HCM)

Phương

Cát

(Huế)

(Hải Phòng)

pH

-

6,81 - 7,98

7,4 - 7,6

7,7 – 8,5

6,5 – 8,22

TSS

mg/l

120 – 2240

700 – 2020

42 – 84

21 – 78

5


COD

mg/l

1020 - 22783

13655 - 16814

623 – 2442

327 – 1001

BOD5

mg/l

495 - 12302

6272 - 9200

148 – 398

120 – 465

Tổng N

mg/l

423 – 2253

1821 - 2427

-

179 – 507

N-NH4+

mg/l

-

1680 - 2887

184 – 543

-

N-NO3-

mg/l

-

0 - 6,2

-

-

Tổng P

mg/l

6,51 - 24,80

10,3 - 19,8

-

3,92 – 8,562

Tuổi BCL

Năm

7

7

9

2

(Nguồn: Văn Hữu Tập, 2015 [10])
1.1.2.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến thành phần, tính chất nước rỉ rác
Thành phần chất ô nhiễm trong nước rỉ rác phụ thuộc vào nhiều yếu tố như:
thành phần chất thải rắn, độ ẩm, thời gian chôn lấp, khí hậu, các mùa trong năm,
chiều sâu bãi chôn lấp, độ nén… [6].
-

Thành phần chất thải rắn

Thành phần chất thải rắn là yếu tố quan trọng nhất tác động đến tính chất
nước rò rỉ. Chất thải rắn có những đặc tính gì thì nước rò rỉ cũng có các đặc tính
tương tự.
-

Độ ẩm và nhiệt độ

Độ ẩm là một trong những yếu tố quyết định thời gian nước rò rỉ được hình
thành là nhanh hay chậm sau khi rác được chôn lấp. Độ ẩm trong rác càng cao thì
nước rò rỉ sẽ hình thành nhanh hơn.
Nhiệt độ có ảnh hưởng rất nhiều đến tính chất nước rò rỉ. Khi nhiệt độ môi
trường cao thì quá trình bay hơi sẽ xảy ra tốt hơn làm giảm lưu lượng nước rác.
Đồng thời, nhiệt độ càng cao thì các phản ứng phân hủy chất thải rắn trong bãi chôn
lấp càng diễn ra nhanh hơn làm cho nước rò rỉ có nồng độ ô nhiễm cao hơn.
-

Thời gian chôn lấp

Tính chất nước rò rỉ thay đổi theo thời gian chôn lấp. Theo thời gian nồng độ
các chất ô nhiễm trong nước rác giảm dần. Bãi chôn lấp rác thải càng lâu năm thì

6


COD, BOD, và hàm lượng NH4+ càng thấp, các hợp chất hữu cơ và kim loại nặng
cũng ở mức thấp hoặc không có. Khả năng phân hủy sinh học thấp một phần do số
lượng vi sinh vật ít đi. Độ pH trong nước rỉ rác tăng dần lên giá trị trung tính hoặc
kiềm.
-

Chiều sâu bãi chôn lấp

Chiều sâu ô chôn lấp càng lớn thì nồng độ chất ô nhiễm càng cao so với các
bãi chôn lấp khác trong cùng điều kiện về lượng mưa và quá trình thấm. Do vậy, bãi
chôn lấp càng sâu thì thời gian tiếp xúc giữa nước và rác sẽ lớn hơn và khoảng cách
di chuyển của nước sẽ tăng. Từ đó, quá trình phân hủy sẽ xảy ra hoàn toàn hơn nên
nước rò rỉ chứa một hàm lượng lớn các chất ô nhiễm.
1.1.3. Bãi rác Nam Sơn
1.1.3.1. Bãi chôn lấp
- Vận hành: năm 1999
- Diện tích hoạt động: 83,4 ha
- Phương pháp: Chôn lấp hợp vệ sinh
- Năm 2015 mở rộng thêm 73 ha.
- Công suất thiết kế: 3500 tấn rác/ngày
- Trạm cân điện tử 60 tấn
- Số công nhân: 180 người

- Khối lượng rác tiếp nhận: 4200 tấn rác/ngày
- Số lượt xe chở rác: 450
➢ Các ô chôn lấp
- Thiết kế: 10 ô chôn lấp
- Diện tích mỗi ô chôn lấp: 5 – 6 ha
- Kết cấu:
+ Lớp lót bằng vải HDPE dày 0,5 cm.
+ Ống thoát khí: trung bình 50 m2 lắp đặt 1 ống
+ Hệ thống thu gom nước rác

7


Hình 1.1. Mặt cắt ngang bãi chôn lấp của bãi rác Nam Sơn [11]
1.1.3.2. Tính chất của nước rỉ rác tại bãi chôn lấp Nam Sơn
Nước rỉ rác tại bãi chôn lấp Nam Sơn mang các tính chất đặc trưng giống
như nước rỉ rác từ các bãi chôn lấp khác trên thế giới. Nồng độ các chất độc trong
nước rỉ rác của BCL Nam Sơn khá cao, vào mùa khô nồng độ COD từ 12.000 –
13.000 mg/l, mùa mưa con số này thấp hơn khoảng 8.000 – 9.000 mg/l; hầu hết các
thông số vượt quá tiêu chuẩn TCVN 5945 - 1995.
Bảng 1.4. Tính chất nước rỉ rác ở bãi chôn lấp Nam Sơn
Thông số

Nam Sơn

TCVN 5945 - 1995

pH

5,3 - 9

5,5 - 9

BOD5

300 – 1500 mg/l

50 mg/l

12000 – 13000 mg/l
COD

(mùa khô)
8000 – 9000 mg/l
(mùa mưa)

8

100 mg/l


TOC

500 – 2500 mg/l

-

SS

200 – 1500 mg/l

100 mg/l

Tổng N

600 – 800 mg/l

60 mg/l

Tổng P

1 – 70 mg/l

6 mg/l
Nguồn: [16]

1.1.3.3. Thực trạng xử lý NRR tại Nam Sơn
- Lượng NRR phát sinh: 2000 m3/ngày đêm
- Công suất xử lý: 1700m3/ngày đêm
- Khối lượng NRR đang tồn đọng: 600.000 m3/ngày đêm
- Hệ thống 2 trạm xử lý:
+ Trạm 1: công suất 600 m3/ngày đêm, vận hành từ 10/2005
+ Trạm 2: công suất 1.100 m3/ngày đêm, vận hành 10/2009
- Hiện nay có thêm 2 trạm xử lý là của công ty Phú Điền và Minh Đức.
1.1.4. Ảnh hưởng của nước rỉ rác tới môi trường và sức khỏe con người
Nước rỉ rác nói chung thường có hàm lượng COD và amoni rất cao. Hàm
lượng chất hữu cơ cao sẽ gây bẩn nguồn nước và ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống
thủy sinh. Hàm lượng nitơ cao là chất dinh dưỡng kích thích sự phát triển của rong,
rêu, tảo… gây hiện tượng phú dưỡng hóa làm bẩn trở lại nguồn nước, gây thiếu hụt
DO trong nước do oxy bị tiêu thụ trong quá trình oxy hóa chất hữu cơ.

Khí NH3 hòa tan > 0,2 mg/l gây chết nhiều loại cá. Vì vậy phải có biện pháp
xử lý ngay để hạn chế tối thiểu hậu quả mà nó gây ra đối với môi trường sống.
1.1.5. Các công trình nghiên cứu về xử lý nước rỉ rác
Nước rỉ rác gây ô nhiễm nặng nề đến môi trường sống vì nồng độ các chất ô
nhiễm có trong nước rất cao và lưu lượng đáng kể. Do đó số lượng các công trình
nghiên cứu xử lý nước rỉ rác trên thế giới và trong nước là rất đáng kể, có thể kể ra
đây một số công trình tiêu biểu:
1.1.5.1. Các công trình nghiên cứu trong nước
Tô Thị Hải Yến và đồng nghiệp [18] với công trình “Thúc đẩy nhanh quá
trình phân hủy vi sinh rác và nước rỉ rác bằng thay đổi chế độ vận hành và môi

9


trường hóa học trong bãi chôn lấp” đã cho thấy, khi chôn lấp rác thải sinh hoạt có
thành phần lignin tới 15,2% trọng lượng khô làm phát thải khí metan không có lợi
về kinh tế và môi trường. Với việc bổ sung thêm môi trường sunfat nhằm tạo điều
kiện để phân hủy thành phần hữu cơ thể rắn trong rác chuyển sang dạng lỏng trong
nước rỉ rác, vô cơ hóa thành phần chất hữu cơ khó phân hủy sinh học trong nước rỉ
rác. Trong môi trường sunfat, hệ thống chỉ thực sự phát huy tác dụng từ ngày thứ 95
của chu trình chôn lấp rác. Ngoài ra nhóm tác giả cũng đã cho thấy rằng việc tuần
hoàn nước rỉ rác tạo khả năng oxy hóa – khử mạnh hơn cho môi trường phân hủy vi
sinh các chất hữu cơ trong rác ở thể rắn và vô cơ hóa chất hữu cơ ở thể lỏng.
Trịnh Văn Tuyên và cộng sự Viện Công nghệ môi trường đã “Áp dụng quá
trình ozon hóa làm giảm hàm lượng các chất hữu cơ khó phân hủy trong xử lý nước
rỉ rác BCL CTR” [9]. Tập thể tác giả đã tìm được điều kiện thích hợp để ozon hóa
và Perozon có hiệu quả nước rỉ rác như sau: pH = 8 – 9 , hàm lượng H2O2 là 2.000
mg/l, thời gian phản ứng đối với hệ Ozon là 100 phút và hệ Perozon là 80 phút và
để nâng cao hiệu quả xử lý cần tăng tương tác của ozon với các chất hữu cơ trong
nước rỉ rác bằng đệm sứ có bề mặt riêng lớn.

Trần Mạnh Trí [12] đã áp dụng quá trình oxy hóa nâng cao (AOPs) để xử lý
nước rỉ rác đã qua xử lý sinh học ở nhà máy xử lý nước rỉ rác Gò Cát. Tác giả đã sử
dụng quá trình Keo tụ - Tạo phức - Fenton - Perozon để xử lý nước rỉ rác sau phân
hủy sinh học kỵ khí trong bể UASB (COD = 5424 mg/l) ở hệ thống xử lý nước rỉ
rác Gò Cát. Quá trình keo tụ/Fenton được thực hiện bằng cách bổ sung polyferic
sunphat (300 mg Fe3+/l) và sau khuấy nhanh bổ sung tiếp 500 mg H2O2/l vào và
khuấy chậm 120 phút. Với quá trình xử lý này, hiệu suất xử lý COD rất cao (đạt
76%). Sau quá trình Keo tụ - Tạo phức - Fenton, nước rỉ rác tiếp tục được xử lý
bằng Perozon đã xử lý được 97% các chất hữu cơ trong nước rỉ rác.
1.1.5.2. Các công trình nghiên cứu trên thế giới
Shruthi và cộng sự [24] đã nghiên cứu xử lý Asen trong nước ngầm bằng
phương pháp keo tụ điện hóa với cực dương bằng sắt. Các kết quả thu được từ các
mẫu nước ngầm giàu Asen cho thấy việc loại bỏ hiệu quả nhất đạt được ở 6V, thời

10


gian điện phân trong 15 phút , nồng độ Asen trong nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn
nước uống quy định 0,01 mg/l, pH dao động trong phạm vi tiêu chuẩn nước uống
6,5 đến 8,5. Đây là phương pháp có hiệu quả, tương đối nhanh chóng và sạch so với
phương pháp thông thường khác, chẳng hạn như keo tụ hóa học.
Top và cộng sự [25] đã nghiên cứu xử lý nước rỉ rác của một nhà máy tại
Istanbul (Thổ Nhĩ Kỳ) bằng phương pháp keo tụ điện hóa kết hợp với lọc màng
nano. Nồng độ trung bình của COD, nitơ tổng và amoni trong nước rỉ rác ban đầu
có giá trị lần lượt là 6200; 587,5 và 110 mg/l. Kết quả nghiên cứu cho thấy cường
độ dòng điện hợp lý là 15,9 mA/cm2 và thời gian xử lý hợp lý là 30 phút sẽ làm
giảm tối đa COD, màu sắc, và loại bỏ photpho tương ứng là 45%, 60% và 91,8%.
1.2. Tổng quan về tổng chất rắn lơ lửng (TSS)
1.2.1. Khái niệm về TSS
Chất rắn lơ lửng (các chất huyền phù) là các hạt nhỏ (hữu cơ hoặc vô cơ)

không tan trong nước. Khi vận tốc của dòng chảy giảm xuống (do nó chảy vào các
hồ chứa lớn) phần lớn các chất rắn lơ lửng sẽ bị lắng xuống đáy hồ; những hạt
không lắng được sẽ tạo thành độ đục (turbidity) của nước. Các chất lơ lửng hữu cơ
sẽ tiêu thụ oxy để phân hủy làm giảm DO của nguồn nước. Các cặn lắng sẽ làm đầy
các bể chứa làm giảm thể tích hữu dụng của các bể này (Lê Hoàng Việt, 2003) [13].
Hàm lượng các chất lơ lửng (SS: suspended solids) là lượng khô của phần
chất rắn còn lại trên giấy lọc sợi thủy tinh khi lọc 25 ml nước mẫu qua phễu lọc rồi
sấy khô ở 105℃ cho tới khi khói lượng không đổi. Đơn vị tính là mg/l.
1.2.2. Ảnh hưởng của TSS
1.2.2.1. Ảnh hưởng đến sinh vật
TSS cao gây ảnh hưởng đến quá trình quang hợp của thực vật ngập nước, gây
ra sự gia tăng nhiệt độ nước bề mặt, vì các hạt lơ lửng hấp thụ nhiệt từ ánh sáng mặt
trời làm giảm hàm lượng oxy hòa tan trong nước. Gây ảnh hưởng đến khả năng
nhìn của thủy sinh trong việc tìm kiếm nguồn thức ăn. Ngoài ra, chất rắn lơ lửng có
thể gây nghẹt bộ phận hô hấp của các loài thủy sinh, chất rắn lắng đọng có thể che

11


phủ lên trứng gây cản trở sự nở trứng làm ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng và
phát triển của chúng.
1.2.2.2. Ảnh hưởng đến môi trường
Khi lượng TSS trong nước xả thải quá lớn, bên cạnh việc làm giảm độ mỹ
quan của nước thì sự lắng xuống của chúng còn làm ảnh hưởng nghiêm trọng đến
chất lượng nước cũng như không khí.
Khi các chất hữu cơ của cặn lắng bị phân hủy bởi vi khuẩn và nếu lượng oxy
trong nước nguồn không đủ cho quá trình phân hủy hiếu khí tức là lượng oxy hoà
tan của nước nguồn cạn kiệt (DO = 0) thì quá trình phân giải kỵ khí sẽ xảy ra làm
xuất hiện các khí H2S, CO2, CH4. Các chất khí khi nổi lên mặt nước lôi kéo theo các
hạt cặn đã phân hủy, đồng thời các bọt khí vỡ tung và bay vào khí quyển gây ô

nhiễm môi trường không khí. Quan trọng hơn cả là khi mà quá trình phân giải kỵ
khí diễn ra liên tục trong một khoảng thời gian dài thì quá trình tự làm sạch nguồn
nước sẽ chấm dứt gây ô nhiễm môi trường nước nghiêm trọng.
Ngoài ra, việc lắng đọng của TSS còn gây ra các trở ngại cho đời sống sinh
hoạt hay trong công nghiệp, chúng có thể làm tắc nghẽn thiết bị, giảm chất lượng
các sản phẩm, làm tăng chi phí xử lý nguồn nước cấp sử dụng cho các mục đích
khác nhau…
1.2.3. Các công trình nghiên cứu xử lý TSS
1.2.3.1. Các công trình nghiên cứu xử lý TSS trên thế giới
Zi Jun Yong cùng cộng sự [27] đã có bài: “Xử lý liên tục của nước rỉ rác trung
chuyển nhiệt đới trung bình bằng cách sử dụng một lò phản ứng hàng loạt trình tự
(SBR) và keo tụ”. Trong nghiên cứu hiện tại, xử lý tuần hoàn bằng lò phản ứng theo
đợt (SBR), sau đó là keo tụ được sử dụng để xử lý nhu cầu oxy hóa học (COD), nitơ
amoni (NH3-N), chất rắn lơ lửng tổng số (TSS) và màu sắc từ nước rỉ rác. Tỷ lệ sục
khí SBR tối ưu, l/phút, pH tối ưu và liều lượng (g/l) của Alum để đông tụ như đã
được xác định sau khi xử lý. Điều trị theo trình tự hai bước của SBR theo sau là sự
keo tụ (Alum) đạt hiệu quả loại bỏ 84,89%; 94,25%; 91,82% và 85,81% đối với
COD, NH3-N, TSS và màu. Hơn nữa, quá trình xử lý hai giai đoạn đạt được 95,0%;

12


95,0%; 95,3%; 100,0%; 87,2%; 62,9%; 50,0%; 41,3%; 41,2%; 34,8% và 22,9% loại
cadmium, chì, đồng, selenium, bari, sắt, bạc, niken, kẽm, asen, và mangan, tương ứng.
1.2.3.2. Các công trình nghiên cứu xử lý TSS tại Việt Nam
Hoàng Minh Phương cùng cộng sự [8] đã nghiên cứu xử lý các chỉ tiêu độ
màu, TSS trong nước thải dệt nhuộm bằng phương pháp bể lọc sinh học quy mô
phòng thí nghiệm cho kết quả tốt.
Nguyễn Minh Kỳ cùng cộng sự [4] đã nghiên cứu xử lý TSS, COD, N, P
trong nước thải dân cư bằng công nghệ màng lọc sinh học MBR (MEMBRANE

BIOREACTOR). Bể phản ứng được thiết kế với dung tích hữu ích 36 lít (L*W*H =
24*20*75 cm) và sử dụng module màng nhúng chìm có kích thước lỗ lọc tương
đương 0,4 µm. Mô hình thí nghiệm MBR là sự kết hợp giữa hai quá trình phân hủy
sinh học chất hữu cơ và kỹ thuật tách sinh khối vi sinh bằng màng. Kết quả nghiên
cứu thu được hiệu quả xử lý trung bình TSS, BOD5, COD, TN, TP tương ứng lần
lượt 89,4; 94,6; 92,6; 64,6 và 79,2%.
1.3. Tổng quan về độ màu
1.3.1. Khái niệm
Nước có độ màu cao là dấu hiệu đầu tiên của tình trạng ô nhiễm nguồn nước,
và đó là sự có mặt của một số ion kim loại (Fe, Mn), tảo, than bùn và các chất thải
công nghiệp làm cho nước có màu.
- Màu vàng chứng tỏ đó là hợp chất sắt và mangan.
- Màu xanh của tảo, hợp chất hữu cơ.
- Màu xám, xanh đen; do nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp
- Màu nâu đỏ: do các chất mùn hữu cơ.
Tùy theo màu sắc của nước có thể đánh giá được mức độ và nguyên nhân gây
ra ô nhiễm nguồn nước, trên cơ sở đó lựa chọn phương pháp xử lý hiệu quả.
1.3.2. Ảnh hưởng của độ màu
Độ màu cao cũng sẽ gây ảnh hưởng đến sự truyền và hấp thụ ánh sáng của
nước, làm ảnh hưởng đến quá trình quang hợp, sinh trưởng và phát triển của các
loài thực vật ngập nước giống như TSS.

13


Bên cạnh đó, độ màu của nước còn gây ra sự khó chịu về mặt cảm quan.
1.3.3. Các công trình nghiên cứu xử lý độ màu
1.3.3.1. Các công trình nghiên cứu xử lý độ màu trên thế giới
Abu Amr và cộng sự (2013) [19], nghiên cứu kế t hợp ozon và pesunphat
(O3/S2O82-) để xử lý nước rỉ rác cũ (bãi chôn lấp Pulau Burung, Malaysia). Điề u

kiện tố i ưu cho xử lý đạt được là: thời gian phản ứng 120 phút, tỉ lệ O3/S2O82- 1g/7g,
pH là 10. Ở điều kiện này, hiệu suấ t xử lý COD, độ màu lầ n lượt đạt được là 72%
và 93%, tỉ lệ BOD5/COD tăng từ 0,05 lên 0,29. Lượng O3 tiêu tố n là 0,76 kg O3/kg
COD.
Jerry và cộng sự (2004) [23] đã nghiên cứu so sánh hiệu quả xử lý của một số
quá trình oxi hoá nâng cao (AOPs): O3, O3/H2O2 và O3/UV trong xử lý nước rỉ rác
từ bãi chôn lấp chấ t thải rắ n đô thi ̣Chen–Shi–Li (Đài Loan). Nước rỉ rác được xử lý
sơ bô ḅ ằ ng FeCl3 với hàm lượng 900 mg/l. COD đầ u vào 6.500 mg/l. Kế t quả
nghiên cứu cho thấ y, AOPs làm tăng BOD5/COD từ 0,06 lên 0,5 với hàm lượng O3
là 1,2 g/l. Nghiên cứu này cho thấ y, hê ̣thí nghiêṃ O3/UV là hiệu quả nhấ t trong xử
lý loại bỏ màu và làm tăng khả năng phân huỷ sinh học nước rỉ rác.
1.3.3.2. Các công trình nghiên cứu xử lý độ màu tại Việt Nam
Trương Quý Tùng và cộng sự (2009) [15] đã nghiên cứu xử lý nước rỉ rác
phát sinh từ BCL Thủy Tiên – Thừa Thiên Huế bằng tác nhân UV/Fenton. Nước rỉ
rác có tỷ lệ BOD5/COD = 0,16 ± 0,2. Tác giả đã xử lý nước rỉ rác này bằng tác nhân
Fenton với sự hỗ trợ của đèn UV (200 – 275 nm, 40W) được bố trí ngập vào trong
thiết bị phản ứng để sử dụng tối đa năng lượng của đèn. Kết quả cho thấy, quá trình
này có thể loại bỏ được 71% COD và 90% độ màu nước rỉ rác ở pH ~ 3, nồng độ
H2O2 là 125 mg/l, nồng độ Fe2+ là 50 mg/l, sau thời gian phản ứng là 2 giờ. Ngoài
ra, khả năng phân huỷ sinh học của nước rỉ rác sau xử lý đã tăng đáng kể, tỉ
lê ̣BOD5/COD tăng từ 0,15 lên 0,46.
Đào Sỹ Đức cùng các cộng sự (2009) [2] nghiên cứu xử lý màu nước thải
giấy bằng phản ứng Fenton. Trong công trình khoa học này, kỹ thuật oxy hóa tiên
tiến với phản ứng Fenton đã được sử dụng để loại bỏ màu từ nước thải giấy sau khi

14


xử lý bằng sự kết hợp của kỹ thuật keo tụ và bùn hoạt tính. Kết quả nghiên cứu,
khảo sát điều kiện tối ưu của quá trình xử lý cho thấy kỹ thuật oxy hóa tiên tiến phù

hợp để xử lý màu trong nước thải giấy. Ở điều kiện tối ưu, hiệu quả xử lý màu với
thời gian 40 phút trong hai trường hợp có/không có xúc tác TiO2 tương ứng là 100%
và hơn 90%.
Nguyễn Thị Tuyết Nam [5] nghiên cứu tối ưu hóa khả năng xử lý độ màu
nước thải dệt nhuộm bằng hệ quang xúc tác TiO2 dạng bột và thêm các tác nhân bổ
trợ O2, H2O2. Kết quả thu được cho thấy việc thêm O2, H2O2 có thể tăng hiệu suất
xử lý nước thải và hệ TiO2 cho thấy có độ bền rất cao, hoạt tính xử lý methylen
xanh gần như không giảm sau 4 lần sử dụng liên tiếp. Khi kết hợp hệ TiO2 với
O2/H2O2 để xử lý một số nguồn nước thải thật với đầu vào có độ màu tương ứng với
đầu ra chuẩn cột B thì kết quả cho thấy trong thời gian 90 phút, độ màu của nước
thải sau khi qua hệ xúc tác đều đạt tiêu chuẩn loại A, dưới 50 Pt-Co. Kết quả này
cho thấy khả năng ứng dụng hệ TiO2 kết hợp O2/H2O2 vào thực tế là rất cao.
1.4. Tổng quan về keo tụ điện hóa
1.4.1. Khái niệm
Keo tụ điện hoá là một phương pháp điện hoá được sử dụng rộng rãi trong
xử lý nước thải nhằm xử lý màu nước, loại bỏ các chất rắn ở dạng lơ lửng, chất hòa
tan… bằng các chất keo tụ và các chất trợ keo tụ… tạo nên những bông cặn có kích
thước lớn sẽ lắng xuống đáy. Trong đó dưới tác dụng của dòng điện thì các điện cực
dương (thường sử dụng là nhôm hoặc sắt) sẽ bị ăn mòn và giải phóng ra các chất có
khả năng keo tụ (cation Al3+ hoặc Fe3+) vào trong môi trường nước thải, kèm theo
đó là các phản ứng điện phân sẽ tạo ra các bọt khí ở cực âm [22].
1.4.2. Cơ chế
Nước thải đầu vào cho vào bể một lần với thể tích đã được xác định. Nước
thải phải làm ngập các hệ điện cực ở trong bể.

15


Hình 1.2. Sơ đồ bể keo tụ điện hóa hoạt động theo mẻ
Khi cho dòng điện một chiều đi qua các điện cực thì tại cực dương (anot) sẽ

diễn ra quá trình hòa tan kim loại. Do đó, các điện cực dương được làm bằng kim
loại M thì quá trình này sẽ giải phóng ra các cation Mn+.
M →

Mn+ +

ne

Các cation này sẽ di chuyển vào trong môi trường nước thải [22].
Những cation Mn+ sẽ kết hợp cùng với nhóm hidroxyl và tạo thành các hidroxit
của nó là những chất keo tụ phổ biến trong xử lý nước thải. Các chất keo tụ này sẽ
tác dụng vào các hạt keo nhỏ lơ lửng trong nước và liên kết với nhau tạo thành bông
cặn có kích thước lớn hơn [7].
Mn+

+

n OH −

→

M(OH)n

Bên cạnh đó, việc các phản ứng điện phân đã xảy ra và tạo ra các bọt khí tại
cực âm (catot). Các bọt khí này thường là khí H2 chúng có xu hướng đi lên mặt
thoáng của bể keo tụ điện hoá. Trên đường đi của các bọt khí này chúng sẽ bám vào
các bông keo đã được tạo ra ở trên và mang chúng theo lên mặt thoáng của bể.
Nồng độ OH − được tạo ra giải thích cho việc tăng pH.
2H2O

+

2e →

H2

+

2OH −

Các hydroxit kim loại sẽ tham gia vào các phản ứng polyme hóa:
2 M(OH)n →

(OH)n-1M-O-M(OH)n-1 +

H2 O

Các polyme này có thể loại bỏ các chất ô nhiễm tan và không tan bởi quá trình

16