Hóa Chất Xử Lý Nước Thải Trong Hệ Fenton: Nguyên Lý, Thành Phần Và Ứng Dụng

Hệ Fenton là một trong những công nghệ oxy hóa nâng cao được sử dụng phổ biến trong xử lý nước thải, đặc biệt đối với các loại nước thải có chứa chất hữu cơ khó phân hủy, màu, COD cao và các hợp chất độc hại.

Để quá trình Fenton hoạt động hiệu quả, việc lựa chọn đúng hóa chất xử lý trong hệ Fenton và kiểm soát liều lượng, pH là yếu tố rất quan trọng. Trong bài viết này, Trần Gia Chemical sẽ giới thiệu chi tiết các loại hóa chất thường được sử dụng trong hệ thống Fenton, nguyên lý hoạt động và những lưu ý khi vận hành.

1. Hệ Fenton là gì?

Fenton là quá trình oxy hóa sử dụng phản ứng giữa ion sắt Fe²⁺ và Hydrogen Peroxide (H₂O₂) để tạo ra các gốc hydroxyl (•OH) có khả năng oxy hóa rất mạnh.

Phản ứng cơ bản:

Fe²⁺ + H₂O₂ → Fe³⁺ + OH⁻ + •OH

Gốc hydroxyl •OH có khả năng phản ứng nhanh với nhiều hợp chất hữu cơ trong nước thải, từ đó phá vỡ cấu trúc của các chất ô nhiễm và chuyển chúng thành các chất dễ xử lý hơn.

Trong thực tế, hệ Fenton thường được bố trí kết hợp với các công đoạn như điều chỉnh pH, phản ứng Fenton, keo tụ – tạo bông và lắng.

Hệ thống Fenton trong hệ thống xử lý

2. Các hóa chất chính sử dụng trong hệ Fenton

Tùy đặc điểm từng loại nước thải, hệ thống Fenton có thể sử dụng nhiều loại hóa chất khác nhau. Tuy nhiên, hai hóa chất quan trọng nhất là sắt Fe²⁺ và Hydrogen Peroxide (H₂O₂).

2.1. Ferrous Sulfate – FeSO₄

Ferrous Sulfate (FeSO₄) hay còn gọi là Sắt(II) Sulfate, phèn sắt II, là nguồn cung cấp ion Fe²⁺ cho phản ứng Fenton.

Fe²⁺ đóng vai trò xúc tác, phản ứng với H₂O₂ để tạo ra gốc hydroxyl •OH.

Phản ứng:

Fe²⁺ + H₂O₂ → Fe³⁺ + •OH + OH⁻

Trong xử lý nước thải, FeSO₄ thường được sử dụng dưới dạng FeSO₄·7H₂O (Ferrous Sulfate Heptahydrate).

Một số ứng dụng:

• Xử lý COD trong nước thải.
• Hỗ trợ phân hủy các hợp chất hữu cơ khó xử lý.
• Giảm màu nước thải.
• Xử lý một số hợp chất độc hại.
• Hỗ trợ quá trình oxy hóa nâng cao.

2.2. Hydrogen Peroxide – H₂O₂

Hydrogen Peroxide (H₂O₂) là chất oxy hóa quan trọng trong hệ Fenton.

Khi kết hợp với Fe²⁺, H₂O₂ tạo ra các gốc hydroxyl có tính oxy hóa mạnh, giúp phân hủy các chất hữu cơ trong nước thải.

H₂O₂ trên thị trường thường được cung cấp với nhiều nồng độ khác nhau, phổ biến trong công nghiệp như H₂O₂ 35%, 50% tùy nhu cầu sử dụng.

Việc lựa chọn nồng độ và liều lượng H₂O₂ cần căn cứ vào:

• COD đầu vào.
• Loại chất hữu cơ.
• Màu nước thải.
• pH.
• Lưu lượng xử lý.
• Kết quả thử nghiệm Jar Test hoặc Pilot Test.

Không nên tự xác định liều H₂O₂ chỉ dựa trên lưu lượng nước thải, vì mỗi nguồn nước có thành phần ô nhiễm khác nhau.

3. Hóa chất điều chỉnh pH trong hệ Fenton

pH có ảnh hưởng rất lớn đến hiệu quả của phản ứng Fenton.

Trong nhiều hệ thống Fenton truyền thống, phản ứng thường được vận hành trong môi trường axit, thường khoảng pH 2,5–4, tùy đặc tính nước thải và thiết kế công nghệ.

Để điều chỉnh pH, hệ thống có thể sử dụng:

H₂SO₄ – Axit Sulfuric

H₂SO₄ được sử dụng để hạ pH trước hoặc trong quá trình phản ứng Fenton.

NaOH – Sodium Hydroxide

NaOH được sử dụng để nâng pH, đặc biệt ở công đoạn sau phản ứng Fenton nhằm tạo điều kiện cho Fe³⁺/Fe(OH)₃ hình thành và kết tủa.

Việc điều chỉnh pH sau Fenton rất quan trọng vì lượng sắt còn lại trong nước cần được loại bỏ thông qua quá trình keo tụ – lắng.

4. Hóa chất keo tụ – tạo bông sau Fenton

Sau quá trình oxy hóa Fenton, nước thải thường chứa lượng sắt dư và các chất rắn/hợp chất hữu cơ đã bị oxy hóa một phần.

Do đó, hệ thống thường kết hợp thêm công đoạn keo tụ – tạo bông.

Một số hóa chất có thể sử dụng:

• PAC (Poly Aluminium Chloride)

• Polymer Anion
• Polymer Cation, tùy đặc tính nước thải.
• Một số loại phèn hoặc chất trợ keo tụ khác.

PAC giúp hỗ trợ quá trình keo tụ, trong khi Polymer giúp liên kết các hạt nhỏ thành bông cặn có kích thước lớn hơn, thuận lợi cho quá trình lắng.

Một số sản phẩm có thể sử dụng trong hệ thống gồm:

• Ferrous Sulfate (FeSO₄)
• Hydrogen Peroxide (H₂O₂)

• Sulfuric Acid (H₂SO₄)
• Sodium Hydroxide (NaOH)
• PAC
• Polymer xử lý nước
• Các hóa chất xử lý nước thải khác theo yêu cầu.

Trần Gia có thể hỗ trợ khách hàng lựa chọn chủng loại, nồng độ và quy cách hóa chất dựa trên nhu cầu sử dụng thực tế.

Quý khách hàng có nhu cầu xin vui lòng liên hệ phòng kinh doanh :

-Mobile: 0916762 112 Mr Huấn

-Nhà máy tại Đường số 2A, Giai đoạn 2 – Khu công nghiệp Hố Nai, Phường Long Bình, Thành phố Đồng Nai, Việt Nam