Cách sử dụng PAC trong xử lý nước cấp cho sinh hoạt

Quá trình xử lý nước cấp đóng vai trò thiết yếu trong việc cung cấp nguồn nước sạch và an toàn cho sinh hoạt hàng ngày của người dân. Một trong những chất hóa học hiệu quả nhất trong việc xử lý nước cấp hiện nay là PAC (Poly Aluminum Chloride). Với khả năng kết tụ mạnh mẽ, PAC giúp loại bỏ các tạp chất, vi khuẩn và chất hữu cơ, cải thiện chất lượng nước trước khi đưa vào sử dụng. Bài viết này sẽ phân tích vai trò của PAC trong xử lý nước cấp, cùng những lợi ích mà nó mang lại cho hiệu quả lọc nước.

I. Vai Trò Của PAC Trong Xử Lý Nước Cấp

Nước cấp là nguồn nước đã qua xử lý để phục vụ cho sinh hoạt, sản xuất và nhiều mục đích khác, có ảnh hưởng lớn đến sức khỏe cộng đồng và các hoạt động kinh tế. Nguồn nước cấp thường chứa nhiều tạp chất như hạt lơ lửng, chất hữu cơ, kim loại nặng và vi khuẩn, do đó cần được xử lý kỹ lưỡng trước khi sử dụng.

Trong quy trình xử lý nước cấp, PAC được sử dụng như một chất keo tụ hiệu quả, giúp loại bỏ tạp chất, giảm độ đục và cải thiện chất lượng nước. PAC không chỉ mang lại hiệu quả cao mà còn tiết kiệm chi phí và thân thiện với môi trường, trở thành lựa chọn phổ biến tại nhiều nhà máy xử lý nước trên toàn thế giới.

Theo một nghiên cứu được công bố bởi Journal of Water Process Engineering, việc sử dụng PAC có thể giảm độ đục nước cấp xuống dưới 1 NTU (Nephelometric Turbidity Units) chỉ với liều lượng từ 5-10 mg/L, trong khi phèn nhôm cần từ 20-50 mg/L để có hiệu quả tương đương.

II. Cơ Chế Tác Dụng Của PAC Trong Xử Lý Nước Cấp

1. Keo Tụ - Loại Bỏ Các Hạt Lơ Lửng

• Trung Hòa Điện Tích: PAC cung cấp ion nhôm tích điện dương (Al³⁺) để trung hòa điện tích âm trên bề mặt các hạt lơ lửng, giúp chúng không còn đẩy nhau, từ đó tạo điều kiện cho việc kết tụ.

• Tạo Bông Cặn Lớn: Sau khi trung hòa điện tích, các hạt keo nhỏ liên kết với nhau thành các bông cặn lớn, dễ dàng loại bỏ bằng phương pháp lắng hoặc lọc.

2. Hấp Phụ - Loại Bỏ Các Chất Hữu Cơ, Kim Loại Nặng và Các Chất Gây Mùi

• Hấp Phụ Chất Ô Nhiễm: hóa chất trợ lắng pac không chỉ keo tụ mà còn hấp phụ các chất hữu cơ, kim loại nặng (như Fe, Mn) và các hợp chất gây màu, mùi lên bề mặt bông cặn.

• Giảm COD, BOD, TSS:

  • COD (Chemical Oxygen Demand): Đo lượng oxy cần thiết để oxy hóa các chất hữu cơ và vô cơ.

  • BOD (Biochemical Oxygen Demand): Đo lượng oxy cần cho vi sinh vật phân hủy chất hữu cơ.

  • TSS (Total Suspended Solids): Tổng lượng chất rắn lơ lửng trong nước.

PAC giúp giảm đáng kể các chỉ số này, cải thiện chất lượng nước.

3. Loại Bỏ Các Hợp Chất Gây Độc Hại

• Loại Bỏ Asen và Florua: PAC phản ứng với các hợp chất này, tạo kết tủa và loại bỏ chúng khỏi nước.

  • Phương trình phản ứng loại bỏ Asen:
    Al3++AsO43−→AlAsO4↓

  • Phương trình phản ứng loại bỏ Florua:
    Al3++F−→AlF3↓
    
    

Nghiên cứu của WHO đã chỉ ra rằng PAC có thể loại bỏ đến 95% asen và 85% florua trong nước cấp khi sử dụng với liều lượng từ 10-20 mg/L.

III. Quy Trình Xử Lý Nước Cấp Sử Dụng PAC

1. Pha Chế Dung Dịch PAC:
   
   

   • PAC dạng bột: Hòa tan PAC vào nước sạch với tỷ lệ 10g PAC cho mỗi 1L nước.

   • PAC dạng lỏng: Sử dụng trực tiếp hoặc pha loãng theo tỷ lệ 1:10 tùy theo nhu cầu.

2. Thêm PAC Vào Nước Cần Xử Lý:
   
   

   • Đổ dung dịch PAC từ từ vào nước, đảm bảo phân bố đều. Sử dụng thiết bị khuấy để PAC hòa tan đồng đều.

3. Keo Tụ và Tạo Bông Cặn:
   
   

   • Điều chỉnh pH nước về khoảng 6.5-7.5 để tối ưu hiệu quả keo tụ.

   • Khuấy nhanh trong 2-3 phút, sau đó khuấy chậm trong 15-20 phút để các bông cặn hình thành.

4. Lắng Hoặc Lọc:
   
   

   • Để nước lắng trong 30-60 phút, sau đó loại bỏ bông cặn bằng phương pháp lắng hoặc lọc qua cát.

5. Khử Trùng:
   
   

   • Sử dụng clo hoặc các phương pháp khử trùng khác để tiêu diệt vi khuẩn và vi sinh vật còn sót lại.

IV. Ưu Điểm Của Việc Sử Dụng PAC Trong Xử Lý Nước Cấp

• Hiệu Quả Xử Lý Cao: Loại bỏ đến 99% hạt lơ lửng, kim loại nặng và vi khuẩn. Giảm đáng kể COD, BOD, TSS và độ đục.

• Liều Lượng Sử Dụng Thấp: Chỉ cần 5-10 mg/L PAC, thấp hơn so với phèn nhôm, giúp tiết kiệm chi phí.

• Ít Tạo Bùn: Lượng bùn tạo ra ít hơn 30-40% so với phèn nhôm, giảm chi phí xử lý bùn.

• Dễ Dàng Vận Hành và Kiểm Soát: Quy trình sử dụng PAC đơn giản, không yêu cầu thiết bị phức tạp.

V. Lưu Ý Khi Sử Dụng PAC Trong Xử Lý Nước Cấp

1. Xác Định Liều Lượng PAC Tối Ưu:
   
   

   • Thực hiện Jar Test để xác định liều lượng PAC phù hợp cho từng nguồn nước.

2. Kiểm Soát pH Của Nước:
   
   

   • PAC hoạt động tốt nhất trong khoảng pH từ 6-8. Điều chỉnh pH bằng NaOH hoặc HCl nếu cần.

3. Xử Lý Bùn Sau Khi Lắng:
   
   

   • Thu gom và xử lý bùn theo quy định về môi trường.

4. Tuân Thủ An Toàn:
   
   

   • Sử dụng găng tay, khẩu trang khi pha chế và sử dụng PAC. Đảm bảo hệ thống thoát khí hoạt động tốt nếu sử dụng trong không gian kín.

PAC đóng vai trò quan trọng trong việc xử lý nước cấp nhờ khả năng keo tụ và hấp phụ hiệu quả, cũng như khả năng loại bỏ các chất ô nhiễm. Với những ưu điểm vượt trội như liều lượng thấp, ít tạo bùn, và dễ dàng vận hành, PAC chính là giải pháp lý tưởng cho các nhà máy xử lý nước cấp hiện đại. Tuy nhiên, việc sử dụng PAC cần phải tuân thủ đúng liều lượng và quy trình để đảm bảo chất lượng nước đạt tiêu chuẩn, góp phần bảo vệ sức khỏe cộng đồng và môi trường.