Cách đo và điều chỉnh pH nước thải trong vận hành hằng ngày
Tóm tắt bài viết này với AI
Try with ChatGPT
Try with Claude
Try with AI Mode
Hướng dẫn đo và điều chỉnh pH nước thải hằng ngày: hiệu chuẩn máy, chọn hóa chất, châm liều an toàn, xử lý sự cố hay gặp. CCEP tư vấn khảo sát miễn phí.
Một buổi sáng, bể hiếu khí nổi bọt trắng, bùn lắng chậm, mẫu nước ra đục hơn hôm qua. Lật lại sổ vận hành, nhiều khi nguyên nhân chỉ là một con số bị bỏ sót: pH đầu vào đã trôi khỏi khoảng hệ thống chịu được từ mấy ca trước mà không ai để ý.
Đo pH thì ai cũng làm được, nhưng đo đúng chỗ, đọc đúng xu hướng và châm hóa chất vừa đủ lại là kỹ năng phải luyện. Người vận hành cần nắm chắc ba việc: đo cho chuẩn, hiểu vì sao pH lệch, và đưa pH về đúng khoảng mà không làm sốc vi sinh.
Điều chỉnh pH nước thải là đưa độ axit – kiềm của dòng thải về khoảng phù hợp cho công đoạn xử lý kế tiếp và cho yêu cầu xả thải, bằng cách châm axit hoặc kiềm có kiểm soát. Việc làm hằng ngày gồm: đo pH tại đúng điểm, hiệu chuẩn máy đo định kỳ, xác định liều bằng thử nghiệm trên mẫu, châm từ từ tại bể điều hòa hoặc bể trung hòa có khuấy trộn, rồi đo lại để xác nhận.
pH nước thải và lý do phải kiểm soát
pH là thang đo cho biết nước mang tính axit hay kiềm, chạy từ 0 đến 14. pH bằng 7 là trung tính, dưới 7 là axit, trên 7 là kiềm. Đây là thang logarit: mỗi bậc pH chênh nhau mười lần về nồng độ ion H+, nên nước thải lệch một đơn vị pH đã là thay đổi lớn về mặt hóa học, chứ không phải chênh lệch nhỏ như con số thoạt nhìn.
Trong một trạm xử lý, pH chi phối ba nhóm việc cùng lúc: sức sống của vi sinh, hiệu quả các phản ứng hóa lý, và tuổi thọ của đường ống, bồn bể, bơm. Vì vậy pH thường là chỉ tiêu được đo nhiều lần nhất trong ngày, trước cả COD hay amoni.
pH lệch ảnh hưởng gì đến vi sinh?
Vi sinh trong bể hiếu khí, thiếu khí hay kỵ khí đều có một khoảng pH sống khỏe, thường quanh vùng trung tính. Khoảng pH cụ thể tùy công nghệ, loại nước thải và chủng vi sinh, nên phải lấy theo hồ sơ thiết kế và kinh nghiệm thực tế của chính hệ thống đó. Khi pH tụt hay vọt ra ngoài khoảng này, vi sinh chậm lại, bông bùn rời rạc, khó lắng, có lúc nổi bọt hoặc bốc mùi.
Nhóm vi khuẩn nitrat hóa (chuyển amoni thành nitrat) thường nhạy với pH hơn nhóm phân hủy chất hữu cơ. Bản thân quá trình nitrat hóa lại tiêu hao độ kiềm, tức là khả năng đệm chống tụt pH của nước. Do đó hệ thống có xử lý nitơ có thể thấy pH bể hiếu khí giảm dần dù pH đầu vào vẫn ổn định.
Để đánh giá đúng tình trạng bùn, pH nên được đọc cùng các chỉ số khác như chỉ số SVI và MLSS. pH đẹp mà bùn vẫn khó lắng thì nguyên nhân nằm chỗ khác; pH xấu kèm bùn suy yếu thì gần như chắc chắn phải xử lý pH trước.
Khi nào cần điều chỉnh pH?
- Nước thải sản xuất: dòng thải từ xi mạ, dệt nhuộm, rửa thiết bị bằng axit hoặc xút trong ngành thực phẩm thường lệch pH mạnh và thay đổi theo mẻ.
- Trước công đoạn hóa lý: keo tụ, tạo bông, kết tủa kim loại chỉ hiệu quả trong khoảng pH nhất định của từng loại hóa chất.
- Trước bể sinh học: nước sau hóa lý cần được đưa về khoảng vi sinh chịu được.
- Trước khi xả thải: nước đầu ra phải đáp ứng giới hạn pH của quy chuẩn áp dụng.
Các quy chuẩn như QCVN 40 cho nước thải công nghiệp hay QCVN 14 cho nước thải sinh hoạt đều có quy định pH riêng theo từng cột. Cơ sở cần xác nhận phiên bản và mức áp dụng cho đúng loại hình của mình; cách phân biệt các cột được giải thích trong bài cột A, B, C trong quy chuẩn nước thải.
Cách đo pH nước thải cho đúng
Số đo pH chỉ có giá trị khi dụng cụ đúng, mẫu đúng và người đo làm đúng cách. Ba cách đo phổ biến ở trạm xử lý có ưu, nhược điểm khác nhau; nhiều trạm kết hợp cả hai hoặc ba cách để đối chiếu.
| Cách đo | Ưu điểm | Hạn chế | Nên dùng khi |
|---|---|---|---|
| Giấy chỉ thị pH | Rẻ, nhanh, không cần hiệu chuẩn | Sai số lớn, khó đọc với nước có màu hoặc đục | Kiểm tra sơ bộ, đối chiếu nhanh |
| Máy đo cầm tay hoặc để bàn | Chính xác hơn, đo được nhiều điểm | Phải hiệu chuẩn, phụ thuộc thao tác người đo | Đo theo ca, kiểm tra chéo đầu dò |
| Đầu dò pH trực tuyến | Đo liên tục, nối được bộ điều khiển châm hóa chất | Dễ bám bẩn, trôi số nếu ít bảo trì | Bể trung hòa, trạm có quan trắc tự động |
Đo ở điểm nào trong hệ thống?
Đo một điểm duy nhất không đủ để biết vì sao pH lệch. Nên có điểm đo cố định tại: hố thu hoặc đầu vào, bể điều hòa, ngay sau bể trung hòa, bể sinh học và đầu ra. Năm điểm này cho thấy pH thay đổi ra sao qua từng công đoạn, từ đó khoanh vùng nguyên nhân.
Lấy mẫu ở chỗ nước đã trộn đều, tránh lớp váng trên mặt và lớp cặn sát đáy. Đo ngay sau khi lấy mẫu, vì mẫu để lâu có thể trao đổi khí với không khí và làm số đo thay đổi. pH cũng phụ thuộc nhiệt độ, nên ghi kèm nhiệt độ mẫu và dùng máy có chức năng bù nhiệt khi có thể.
Hiệu chuẩn và bảo quản điện cực
Điện cực pH già đi theo thời gian, nên máy phải được hiệu chuẩn bằng dung dịch chuẩn (còn gọi là dung dịch đệm) theo hướng dẫn của hãng. Thông thường nên hiệu chuẩn ít nhất hai điểm bao quanh khoảng đo. Tần suất tùy mức độ bám bẩn của nước thải và yêu cầu của nhà sản xuất.
Với đầu dò trực tuyến, cách kiểm tra đơn giản nhất là so với máy cầm tay vừa hiệu chuẩn. Lệch nhiều thì vệ sinh bầu điện cực, rửa sạch dầu mỡ, cặn vôi rồi hiệu chuẩn lại. Khi không dùng, giữ ẩm bầu điện cực bằng dung dịch bảo quản theo khuyến cáo của hãng, không để khô. Trạm có trạm quan trắc tự động nên tham khảo thêm cách đọc và công bố kết quả quan trắc nước thải tự động để số liệu nội bộ và số liệu truyền đi khớp nhau.
Chọn hóa chất điều chỉnh pH
Hóa chất nâng hoặc hạ pH không chỉ khác nhau ở giá. Mỗi loại để lại hệ quả riêng: lượng bùn phát sinh, độ mặn của nước, mức nguy hiểm khi lưu kho. Bảng dưới tóm tắt các lựa chọn hay gặp ở trạm xử lý.
| Hóa chất | Dùng khi | Lưu ý vận hành |
|---|---|---|
| Xút (NaOH) | Nâng pH, nước thải có tính axit | Tan nhanh, dễ châm bằng bơm định lượng; ăn da, tỏa nhiệt khi pha, dễ quá liều nếu châm mạnh |
| Vôi (Ca(OH)2) | Nâng pH, nước thải axit có kim loại | Chi phí thường thấp; sinh nhiều bùn, dễ đóng cặn đường ống, cần khuấy sữa vôi liên tục |
| Soda (Na2CO3) hoặc NaHCO3 | Bổ sung độ kiềm cho bể sinh học | Tác dụng êm, ít làm pH vọt; cần lượng lớn hơn xút |
| Axit sunfuric (H2SO4) | Hạ pH, nước thải có tính kiềm | Rất nguy hiểm khi đậm đặc, tỏa nhiệt mạnh; luôn cho axit vào nước, không làm ngược lại |
| Axit clohydric (HCl) | Hạ pH | Bốc hơi gây ăn mòn khu vực xung quanh, cần thông gió; làm tăng clorua trong nước |
Không có hóa chất tốt nhất cho mọi trạm. Lựa chọn phụ thuộc bản chất nước thải, công đoạn phía sau, khả năng xử lý bùn và điều kiện kho chứa. Liều dùng cũng không chép từ trạm khác được, vì độ đệm của mỗi dòng thải khác nhau; liều phải xác định trên mẫu nước thật của chính hệ thống.
Vì sao pH vọt khi châm hóa chất?
pH vọt là do đường cong trung hòa. Với nước ít chất đệm, vùng gần trung tính rất dốc: chỉ thêm một chút xút là pH nhảy lên vài bậc. Ngược lại, nước có độ kiềm cao lại rất “lì”, châm mãi pH vẫn chưa nhúc nhích, rồi đột ngột thay đổi khi hết khả năng đệm.
Cách xử lý là châm từng lượng nhỏ, chờ trộn đều rồi mới đo và quyết định châm tiếp. Bể trung hòa có cánh khuấy đủ mạnh và đủ thời gian lưu giúp pH ổn định hơn nhiều so với châm vào đường ống rồi đo ngay phía sau.
Với công đoạn hóa lý, mỗi phản ứng có khoảng pH riêng. Ví dụ ở nước thải xi mạ, crom hóa trị 6 phải được khử về crom hóa trị 3 trong môi trường axit, sau đó mới nâng pH để kết tủa hydroxit kim loại. Chi tiết các bước này nằm trong bài về xử lý hóa lý nước thải.
Quy trình điều chỉnh pH hằng ngày
Một quy trình cố định giúp ca nào vận hành cũng ra kết quả giống nhau, và khi có sự cố thì truy lại được nguyên nhân. Có thể áp dụng trình tự sau, rồi điều chỉnh theo sơ đồ công nghệ cụ thể của trạm.
- Kiểm tra đầu ca: so đầu dò trực tuyến với máy cầm tay, xem mức hóa chất trong bồn, kiểm tra bơm định lượng có hút và đẩy đều không.
- Đo và ghi sổ: đo pH tại các điểm cố định, ghi kèm giờ, nhiệt độ, lưu lượng và hiện tượng bất thường.
- Đọc xu hướng: so với khoảng vận hành trong hồ sơ thiết kế và với các ca trước, không chỉ nhìn một con số đơn lẻ.
- Xác định liều: nếu pH lệch, làm thử nghiệm trên mẫu rồi chỉnh bơm định lượng từng nấc nhỏ.
- Đo lại sau trung hòa: chờ nước trộn đều qua thời gian lưu của bể rồi đo lại tại điểm sau trung hòa.
- Quan sát bể sinh học: màu bùn, bọt, mùi, tốc độ lắng trong ống đong.
- Ghi kết quả: loại hóa chất, lượng đã dùng, pH trước và sau, người thực hiện.
Xác định liều bằng thử nghiệm trên mẫu
Lấy một thể tích nước thải biết trước, nhỏ từng lượng nhỏ dung dịch hóa chất đã biết nồng độ, khuấy đều rồi đo pH sau mỗi lần nhỏ. Khi đạt pH mong muốn, quy lượng hóa chất đã dùng ra theo lưu lượng thực của trạm để tính mức đặt cho bơm định lượng.
Kết quả thử trong ly chỉ là điểm xuất phát. Trên hệ thống thật, mức trộn, thời gian lưu và biến động lưu lượng khác với phòng thí nghiệm, nên luôn kiểm chứng lại trên hệ thật bằng cách đo sau trung hòa trong vài lần liên tiếp trước khi giữ nguyên mức đặt.
Sai lầm thường gặp khi chỉnh pH
- Châm thẳng vào bể vi sinh: vùng quanh điểm châm bị sốc pH cục bộ, vi sinh chết dù số đo trung bình vẫn đẹp.
- Tin đầu dò chưa hiệu chuẩn: đầu dò trôi số khiến bộ điều khiển châm sai suốt nhiều giờ.
- Chỉnh bơm quá tay: thấy pH thấp liền tăng bơm mạnh, kết quả pH vọt lên phía ngược lại.
- Chỉ xử lý triệu chứng: bỏ qua nguồn gây lệch như xả hóa chất vệ sinh, rửa thiết bị theo mẻ.
- Không ghi sổ: mất dữ liệu để nhận ra chu kỳ lệch pH lặp lại theo giờ hoặc theo ngày.
Nếu vi sinh đã suy yếu sau một đợt sốc pH, cần phục hồi bùn từ từ theo các bước trong bài kỹ thuật nuôi cấy vi sinh bể aeroten. Toàn bộ thao tác vận hành khác của trạm được hệ thống hóa trong hướng dẫn vận hành hệ thống xử lý nước thải.
Thiết bị và vật liệu cho cụm trung hòa
Cụm điều chỉnh pH thường gồm bồn pha và chứa hóa chất, bơm định lượng, đường ống, đầu dò, bộ điều khiển và bể trung hòa có khuấy trộn. Mọi bộ phận tiếp xúc axit, kiềm đều chịu ăn mòn liên tục, nên vật liệu quyết định tuổi thọ cụm nhiều hơn bản thân thiết bị.
Nhựa PP chịu được nhiều loại axit và kiềm thông dụng ở nhiệt độ thường, lại chịu nhiệt tốt hơn PE và PVC, nên hay được dùng làm bồn hóa chất, bể trung hòa và ống dẫn. Tuy vậy, mức chịu đựng còn tùy loại hóa chất, nồng độ và nhiệt độ làm việc. Axit đậm đặc và chất oxy hóa mạnh cần đối chiếu bảng tương thích của nhà cung cấp vật liệu trước khi chọn.
Cũng có lúc vật liệu khác hợp hơn. Kho chứa axit sunfuric đậm đặc dung tích lớn thường dùng bồn thép chuyên dụng theo khuyến cáo của nhà cung cấp hóa chất. Inox hợp với nhiều dung dịch kiềm và môi trường nhiệt cao, nhưng kém bền với axit chứa clorua như HCl. Bể trung hòa lớn xây ngầm có thể làm bằng bê tông, nhưng bê tông bị axit ăn mòn nên cần lớp lót bảo vệ. Cách cân nhắc từng trường hợp có trong bài về vật liệu chống ăn mòn trong xử lý nước thải.
Với các trạm dùng PP cho cụm trung hòa, CCEP gia công bồn bể bằng nhựa PP theo hóa chất và mặt bằng thực tế, kèm khay chống tràn hóa chất đặt dưới bồn và bơm để gom chất lỏng khi rò rỉ. Chất lượng được kiểm soát từ khâu chế tạo đến lắp đặt. Trạm thiếu người có kinh nghiệm theo dõi pH hằng ngày có thể cân nhắc dịch vụ vận hành hệ thống xử lý nước thải.
Những điểm cần nhớ
- pH ảnh hưởng cùng lúc đến vi sinh, phản ứng hóa lý và tuổi thọ thiết bị, nên phải đo nhiều điểm, đọc theo xu hướng.
- Máy đo chỉ đáng tin khi được hiệu chuẩn định kỳ và đối chiếu chéo giữa đầu dò trực tuyến với máy cầm tay.
- Liều hóa chất phải xác định trên mẫu nước thật của trạm, châm từng nấc nhỏ tại bể có khuấy trộn.
- Giới hạn pH xả thải theo quy chuẩn cần xác nhận phiên bản và mức áp dụng cho đúng cơ sở.
- Chọn vật liệu cụm trung hòa theo đúng hóa chất, nồng độ và nhiệt độ làm việc.
Liên hệ CCEP: Hotline 091.789.6633 – Email ccep.vn@gmail.com – Văn phòng: Nhà NV 6.1, Khu đô thị Viglacera Hữu Hưng, 272 Hữu Hưng, Nam Từ Liêm, Hà Nội.
Câu hỏi thường gặp về điều chỉnh pH nước thải
Nên đo pH nước thải bao lâu một lần?
Tần suất đo phụ thuộc mức biến động của dòng thải. Nhiều trạm đo bằng máy cầm tay ít nhất mỗi ca tại đầu vào, sau trung hòa và đầu ra. Dòng thải sản xuất lệch pH theo mẻ nên có đầu dò trực tuyến tại bể trung hòa để theo dõi liên tục, còn máy cầm tay dùng để kiểm tra chéo.
Nên dùng xút hay vôi để nâng pH?
Xút tan nhanh, dễ châm tự động và ít bùn, nhưng dễ làm pH vọt nếu châm mạnh. Vôi thường có chi phí thấp hơn và hỗ trợ kết tủa kim loại, đổi lại sinh nhiều bùn và dễ đóng cặn đường ống. Lựa chọn nên dựa trên bản chất nước thải, khả năng xử lý bùn và kết quả thử nghiệm trên mẫu thật.
Có nên châm hóa chất trực tiếp vào bể vi sinh không?
Không nên châm axit hay xút đậm đặc trực tiếp vào bể vi sinh. Vùng quanh điểm châm sẽ bị sốc pH cục bộ, làm chết vi sinh dù số đo trung bình của bể vẫn ổn. Nên điều chỉnh tại bể điều hòa hoặc bể trung hòa phía trước; nếu cần bổ sung độ kiềm cho bể sinh học thì dùng loại tác dụng êm và châm chậm.
Vì sao đầu dò pH online báo số khác máy cầm tay?
Nguyên nhân hay gặp là đầu dò bám dầu mỡ, cặn vôi hoặc điện cực đã già nên trôi số. Ngoài ra, hai thiết bị có thể đo ở hai vị trí khác nhau hoặc chênh nhiệt độ. Cách xử lý là hiệu chuẩn máy cầm tay trước, đo đúng vị trí đặt đầu dò, rồi vệ sinh và hiệu chuẩn lại đầu dò nếu vẫn lệch.
pH đã đạt mà nước ra vẫn có màu thì sao?
pH đạt chỉ cho biết độ axit – kiềm đã ổn, không có nghĩa các chỉ tiêu khác cũng đạt. Màu thường đến từ thuốc nhuộm, hợp chất hữu cơ khó phân hủy hoặc vi sinh đang yếu. Trường hợp này cần xem riêng nguyên nhân gây màu, được phân tích trong bài nước thải sau xử lý vẫn có màu.
Bài viết cùng chủ đề
