1. Ảnh hưởng của PO₄ dư thừa đến môi trường
- Phú dưỡng hóa (Eutrophication) :
PO₄ là chất dinh dưỡng chính kích thích tảo và thực vật thủy sinh phát triển quá mức, gây tảo nở hoa . Khi tảo chết, quá trình phân hủy tiêu thụ oxy hòa tan (DO), dẫn đến thiếu oxy (hypoxia), gây chết cá và sinh vật nước, tạo "vùng chết". - Thay đổi pH :
Tảo quang hợp vào ban ngày hấp thụ CO₂, làm tăng pH (kiềm), và hô hấp ban đêm giải phóng CO₂, giảm pH (axit), gây sốc cho sinh vật. - Độc tố từ tảo :
Một số loài tảo (ví dụ: vi khuẩn lam) sản xuất độc tố (microcystin) gây hại cho sức khỏe con người, động vật, và làm ô nhiễm nguồn nước sinh hoạt. - Giảm đa dạng sinh học :
Phú dưỡng ưu tiên loài chịu dinh dưỡng cao (ví dụ: tảo độc), làm suy giảm các loài nhạy cảm, phá vỡ cân bằng hệ sinh thái.
2. Tiêu chuẩn PO₄ trong nước thải tại Việt Nam
Các quy chuẩn áp dụng chính:
- QCVN 14:2008/BTNMT (nước thải sinh hoạt):
- Cột A (nguồn tiếp nhận nhạy cảm): ≤ 6 mg P/L .
- Cột B (nguồn thông thường): ≤ 10 mg P/L .
- QCVN 40:2011/BTNMT (nước thải công nghiệp):
- Tùy ngành, dao động 5–20 mg P/L (ví dụ: chế biến thủy sản: ≤ 8 mg P/L).
- Quy định địa phương :
Một số khu vực (ví dụ: lưu vực sông Đồng Nai, Hồ Tây) có tiêu chuẩn khắt khe hơn (≤ 2–4 mg P/L).
3. Phương pháp xử lý PO₄ dư thừa
a. Phương pháp hóa lý
-
Kết tủa hóa học :
PO₄³⁻ + Fe³⁺ → FePO₄↓hoặcPO₄³⁻ + Al³⁺ → AlPO₄↓
Thêm muối sắt (FeCl₃), nhôm (Al₂(SO₄)₃), hoặc vôi (Ca(OH)₂) để tạo kết tủa PO₄:Ưu điểm : Hiệu quả cao (loại bỏ 80–95% PO₄).
Nhược điểm : Phát sinh bùn thải, chi phí hóa chất. -
Hấp phụ :
Dùng vật liệu hấp phụ như than hoạt tính, biochar, hoặc khoáng sét (bentonite) để giữ PO₄.
Ưu điểm : Thân thiện môi trường, tái sinh vật liệu.
Nhược điểm : Hiệu suất phụ thuộc vào loại vật liệu.
b. Phương pháp sinh học
-
Xử lý sinh học thiếu khí (Phosphorus Accumulating Organisms - PAOs) :
Vi khuẩn tích lũy PO₄ trong điều kiện thiếu oxy (ví dụ: công nghệ A²O).
Ưu điểm : Chi phí thấp, bền vững.
Nhược điểm : Cần kiểm soát chặt chẽ thông số vận hành (pH, nhiệt độ). -
Wetland nhân tạo :
Sử dụng thực vật thủy sinh (ví dụ: cỏ vetiver, bèo tây) hấp thụ PO₄.
Ưu điểm : Thẩm mỹ, kết hợp xử lý BOD/COD.
Nhược điểm : Diện tích lớn, hiệu suất thấp.
c. Công nghệ màng lọc
- Siêu lọc (Ultrafiltration) hoặc thẩm thấu ngược (RO) :
Loại bỏ PO₄ cùng các chất ô nhiễm khác.
Ưu điểm : Hiệu suất cao (>95%).
Nhược điểm : Chi phí đầu tư và vận hành cao.
d. Kết hợp phương pháp
- Hóa lý + Sinh học :
Ví dụ: Kết tủa hóa học sơ bộ + xử lý sinh học để đạt tiêu chuẩn khắt khe (≤ 1 mg P/L).
4. Lưu ý khi xử lý PO₄
- Tối ưu hóa liều lượng hóa chất : Dùng thử nghiệm jar-test để xác định tỷ lệ Fe/Al:PO₄ tối ưu (thường 1.5:1 đến 3:1).
- Giám sát liên tục : Sử dụng cảm biến PO₄ online để điều chỉnh quy trình kịp thời.
- Quản lý bùn thải : Bùn chứa PO₄ cần xử lý riêng để tránh phát tán trở lại môi trường.
Kết luận
PO₄ dư thừa gây phú dưỡng nghiêm trọng, đòi hỏi tuân thủ nghiêm ngặt tiêu chuẩn Việt Nam (QCVN 14, 40). Phương pháp xử lý hiệu quả nhất là kết hợp hóa lý (kết tủa) và sinh học (PAOs), tùy thuộc vào nguồn nước thải và ngân sách.
Dịch
