Nước thải chứa kim loại nặng (Cd, Pb, Hg, Cr, As, Cu, Zn, Ni…) thường xuất phát từ chăn nuôi, công nghiệp, mạ điện, khai khoáng, sản xuất hóa chất… Nếu không xử lý đúng cách, các kim loại này có thể tích lũy trong môi trường, gây độc cho con người và sinh vật.

Dưới đây là các phương pháp xử lý hiệu quả nước thải chứa kim loại nặng.

1️⃣ CÁC NGUYÊN NHÂN CHỨA KIM LOẠI NẶNG TRONG NƯỚC THẢI

🔹 Nước thải chăn nuôi (chứa Cu, Zn từ thức ăn bổ sung, thuốc thú y).
🔹 Nước thải công nghiệp (xi mạ, luyện kim, pin, sơn, dệt nhuộm).
🔹 Nước thải y tế (chứa Hg, Pb từ thiết bị y tế).
🔹 Nước thải khai khoáng (chứa As, Pb, Cd, Hg từ quặng).

2️⃣ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ KIM LOẠI NẶNG

🔹 1. Kết tủa hóa học (phổ biến nhất)

✅ Nguyên lý: Dùng hóa chất để kết tủa kim loại dưới dạng hydroxide hoặc sunfua, sau đó tách cặn.
✅ Hóa chất sử dụng:

• NaOH, Ca(OH)₂ (đưa pH lên 8 - 11 để tạo kết tủa hydroxide).

• Na₂S, FeS (tạo kết tủa sunfua ít tan, hiệu quả hơn hydroxide).
  ✅ Ưu điểm: Hiệu quả cao, chi phí thấp.
  ✅ Nhược điểm: Tạo nhiều bùn thải, cần xử lý bùn.

📌 Ví dụ phản ứng:

$${\text{<span style="font-size: medium;"><span style="font-family: Arial;">Cu</span></span>}}^{\mathrm{<span\; style="font-size:\; medium;"><span\; style="font-family:\; Arial;">2</span></span>}<span\; style="font-size:\; medium;"><span\; style="font-family:\; Arial;">+</span></span>}<span\; style="font-size:\; medium;"><span\; style="font-family:\; Arial;">+</span></span>\mathrm{<span\; style="font-size:\; medium;"><span\; style="font-family:\; Arial;">2</span></span>}{\text{<span style="font-size: medium;"><span style="font-family: Arial;">OH</span></span>}}^{<span\; style="font-size:\; medium;"><span\; style="font-family:\; Arial;">-</span></span>}<span\; style="font-size:\; medium;"><span\; style="font-family:\; Arial;">\to </span></span>{\text{<span style="font-size: medium;"><span style="font-family: Arial;">Cu(OH)</span></span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:\; medium;"><span\; style="font-family:\; Arial;">2</span></span>}}<span\; style="font-size:\; medium;"><span\; style="font-family:\; Arial;">\downarrow </span></span>$$\text{Cu}^{2+} + 2\text{OH}^- → \text{Cu(OH)}_2 ↓
$${\text{<span style="font-size: medium;"><span style="font-family: Arial;">Pb</span></span>}}^{\mathrm{<span\; style="font-size:\; medium;"><span\; style="font-family:\; Arial;">2</span></span>}<span\; style="font-size:\; medium;"><span\; style="font-family:\; Arial;">+</span></span>}<span\; style="font-size:\; medium;"><span\; style="font-family:\; Arial;">+</span></span>{\text{<span style="font-size: medium;"><span style="font-family: Arial;">S</span></span>}}^{\mathrm{<span\; style="font-size:\; medium;"><span\; style="font-family:\; Arial;">2</span></span>}<span\; style="font-size:\; medium;"><span\; style="font-family:\; Arial;">-</span></span>}<span\; style="font-size:\; medium;"><span\; style="font-family:\; Arial;">\to </span></span>\text{<span style="font-size: medium;"><span style="font-family: Arial;">PbS</span></span>}<span\; style="font-size:\; medium;"><span\; style="font-family:\; Arial;">\downarrow </span></span>$$\text{Pb}^{2+} + \text{S}^{2-} → \text{PbS} ↓
🔹 2. Hấp phụ bằng vật liệu xốp

✅ Nguyên lý: Sử dụng vật liệu có khả năng hấp phụ kim loại.
✅ Vật liệu phổ biến: Than hoạt tính, zeolite, bùn hoạt tính, tro bay, nhựa trao đổi ion.
✅ Ưu điểm: Không tạo bùn, dễ vận hành.
✅ Nhược điểm: Cần thay thế vật liệu định kỳ.

🔹 3. Trao đổi ion

✅ Nguyên lý: Dùng nhựa trao đổi ion để giữ lại kim loại.
✅ Ưu điểm: Xử lý hiệu quả cả kim loại có nồng độ thấp.
✅ Nhược điểm: Chi phí cao, cần tái sinh nhựa.

🔹 4. Điện phân (Electrocoagulation)

✅ Nguyên lý: Dùng dòng điện để kết tủa kim loại nặng thành bùn.
✅ Ưu điểm: Hiệu quả cao, giảm hóa chất.
✅ Nhược điểm: Tốn điện năng, chỉ phù hợp cho nước thải có nồng độ kim loại cao.

🔹 5. Màng lọc RO/Nano

✅ Nguyên lý: Dùng màng lọc siêu nhỏ để giữ lại ion kim loại.
✅ Ưu điểm: Tách hoàn toàn kim loại nặng.
✅ Nhược điểm: Chi phí cao, dễ tắc màng.

3️⃣ ĐỀ XUẤT HỆ THỐNG XỬ LÝ HIỆU QUẢ

✔ Giai đoạn 1: Tách rác & lắng cát → Loại bỏ tạp chất thô.
✔ Giai đoạn 2: Kết tủa hóa học → Dùng NaOH hoặc Na₂S để kết tủa kim loại.
✔ Giai đoạn 3: Lắng & lọc bùn → Dùng bể lắng, lọc than hoạt tính.
✔ Giai đoạn 4: Hấp phụ hoặc trao đổi ion → Loại bỏ kim loại còn sót.
✔ Giai đoạn 5: Xả thải đạt chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT.