Xử Lý Nước Thải Bằng Phương Pháp Keo Tụ / TOP 10 # Xem Nhiều Nhất & Mới Nhất 5/2023 # Top View

Trong nước thường tồn tại rất nhiều các dạng chất gây ô nhiễm khác nhau như chất hữu cơ, chất rắn lơ lửng, cặn bẩn và các phương pháp xử lý nước thải cho các chất trên được áp dụng chỉ có thể xử lý những chất có kích thước lớn hoặc chất lắng chưa thể xử lý triệt để. Tuy nhiên, gần đây công nghiệp đã áp dụng phương pháp công nghệ xử lý bằng phương pháp keo tụ kết bông để có thể xử lý được các chất ở dạng huyền phù kích thước rất nhỏ kết hợp với hóa chất tạo kết dính giữa các hạt chất với nhau tạo thành bông keo kích thước lớn dễ dàng xử lý.

Khái niệm về xử lý nước thải bằng phương pháp keo tụ tạo bông:

– Phương pháp xử lý nước thải bằng keo tụ tạo bông có sử dụng hoá chất.

– Làm mất tính ổn định của các hệ keo thiên nhiên.

– Tạo ra hệ keo mới có khả năng kết hợp tạo thành những bông cặn lớn,lắng nhanh, có hoạt tính bề mặt cao, được loại bỏ bằng phương pháp lắng hoặc lọc.

– Muối nhôm, sắt hoặc hỗn hợp của chúng

– Tuỳ thuộc vào các tính chất hoá lý, chi phí, nồng độ tạp chất trong nước, pH và thành phần muối trong nước.

– Tự nhiên: tinh bột, dextrin (C6H10O5)n, xenlulo và Dioxit Silic hoạt tính (xSiO2.yH2O), chitosan…

– Tổng hợp: thường dùng là polyacrylamide.

Cơ chế của phương pháp xử lý nước thải bằng keo tụ tạo bông

Xử lý nước thải bằng phương pháp keo tụ là cho vào trong nước một loại hoá chất gọi là chất keo tụ có thể đủ làm cho những hạt rất nhỏ biến thành những hạt lớn lắng xuống. Thông thường phương pháp keo tụ tạo bông xảy ra qua hai giai đoạn:

Kết quả của quá trình trên là hình thành các hạt lớn lắng xuống. Những hạt rắn lơ lửng mang điện tích âm trong nước (keo sét, protein …) sẽ hút các ion dương tạo ra hai lớp điện tích dương bên trong và bên ngoài. Lớp ion dương bên ngoài liên kết lỏng lẻo nên có thể dễ dàng bị trợt ra. Như vậy điện tích âm của hạt bị giảm xuống. Thế điện động hay thế zeta bị giảm xuống.

Mục tiêu đề ra là giảm thế zeta, tức là giảm chiều cao của hàng rào năng lượng đến giá trị giới hạn, sao cho các hạt rắn không đẩy lẫn nhau bằng cách cho thêm vào các ion có điện tích dương để phá vỡ sự ổn định của trạng thái keo của các hạt nhờ trung hoà điện tích. Khả năng dính kết tạo bông keo tụ tăng lên khi điện tích của hạt giảm xuống và keo tụ tốt nhất khi điện tích của hạt bằng không. Chính vì vậy lực tác dụng lẫn nhau giữa các hạt mang điện tích khác nhau giữa vai trò chủ yếu trong keo tụ. Lực hút phân tử tăng nhanh khi giảm khoảng cách giữa các hạt bằng các tạo nên những chuyển động khác nhau được tạo ra do quá trình khuấy trộn.

Cơ chế của quá phương pháp xử lý nước thải bằng phương pháp keo tụ tạo bông là làm mất đi sự ổn định của dung dịch keo có trong nước bằng các biện pháp:

Phản ứng 1: Hấp phụ ban đầu ở liều lượng polime tối ưu. Phân tử polime dính vào hạt keo.

Trong toàn bộ quá trình (5 phản ứng trên ), Cơ chế chính là: Hấp phụ và tạo cầu nối. Cơ chế phụ là: Trung hòa điện tích.

Khi chất keo tụ cho vào nước và nước thải, các hạt keo trong nước bị mất tính ổn định, tương tác với nhau, kết cụm lại hình thành các bông cặn lớn, dễ lắng. Quá trình mất tính ổn định của hạt keo là quá trình lý hóa phức tạp, có thể giải thích dựa trên các cơ chế sau:

+ Giảm điện thế Zeta tới giá trị mà tại đó dưới tác dụng của lực hấp dẫn Vanderwaals cùng với năng lượng khuấy trộn cung cấp thêm, các hạt keo trung hòa điện kết cụm và tạo thành bông cặn.

+ Các hạt kết cụm do sự hình thành cầu nối giữa các nhóm hoạt tính trên hạt keo.

+ Các bông cặn hình thành khi lắng xuống sẽ bắt giữ các hạt keo trên quỹ đạo lắng xuống.

+ Quá trình keo tụ thông thường áp dụng khử màu, hàm lượng cặn lơ lửng trong xử lí nước thải.

Để thực hiện phương pháp keo tụ tạo bông, người ta cho vào nước các chất phản ứng thích hợp như: phèn nhôm Al2(SO4)3, phèn sắt FeSO4 koặc FeCl3. Các loại phèn này được đưa vào nước dưới dạng dung dịch hòa tan.

Hấp thụ các ion hay phân tử mang điện tích trái dấu với điện tích của hạt keo. Liều lượng chất keo tụ tối ưu cho vào sao cho điện thế zeta bằng 0 mV.

Giảm thế năng bề mặt tức là giảm điện thế zeta khi đó sự đẩy tĩnh điện của các hạt keo giảm xuống và có khả năng kết nối lại nhờ lực tương tác tĩnh điện, khi đó hệ keo mất đi tính ổn định.

Tăng hàm lượng chất keo tụ, nếu lượng chất keo tụ cho vào quá nhiều sẽ gây hiện tượng keo tụ quét bông. Quá trình này làm tăng hiệu quả keo tụ lên, hệ kéo cũng bị mất ổn định.

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp keo tụ tạo bông

Quá trình keo tụ phụ thuộc vào hai cơ chế chính là trung hoà điện tích và hấp phụ tạo cầu nối. Vì thế các yếu tố nào ảnh hưởng đến hai quá trình trên điện gây ảnh hưởng đến quá trình keo tụ tạo bông.

Xử lý nước thải bằng phương pháp keo tụ – Công ty môi trường SGE

Với hơn 8 năm kinh nghiệm và sở hữu đội ngũ chuyên gia kỹ thuật, Công ty Môi Trường Sài Gòn SGE đã tư vấn, thiết kế, thi công các công trình xử lý nước thải bằng phương pháp keo tụ đạt chuẩn với chi phí tối ưu nhất rất nhiều doanh nghiệp trên địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh và các tỉnh thành.

Hãy liên hệ ngay với chúng tôi để được tư vấn đáp ứng nhu cầu phù hợp nhất cho quý khách: Hotline 0985 802 803

CÔNG TY TNHH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG SÀI GÒN

Địa chỉ: 822/23/14 Hương Lộ 2, P.Bình Trị Đông A, Bình Tân, chúng tôi

Website: chúng tôi

Các tin khác

Công ty môi trường Bình Minh chuyên tư vấn thiết kế, thi công, cải tạo hệ thống xử lý nước thải giặt tẩy. Nếu bạn có nhu cầu hãy liên hệ ngay đến công ty môi trường Bình Minh để được hỗ trợ tư vấn MIỄN PHÍ. Email: kythuat.bme@gmail.com Hotline: 0917 347 578

Tính chất nước thải của ngành giặt tẩy?

Ngành công nghiệp giặt tẩy là một ngành công nghiệp dịch vụ mới phát triển ở nước ta và vấn đề môi trường chủ yếu của ngành này là vấn đề về nước thải, nước thải của ngành giặt tẩy có nguồn gốc từ việc sử dụng xà phòng, sô đâ, các chất tẩy để loại bỏ dầu mỡ, nước thải của ngành giặt tẩy có sự dao động lớn cả về lưu lượng và tải lượng ô nhiễm, nó có thay đổi theo mùa, theo mặt hàng cần giặt tẩy, theo mặt bằng sản xuất và chất lượng sản phẩm, nước thải sản xuất của ngành giặt tẩy có pH cao, chứa các chất giặt tẩy, sơi vải lơ lửng, độ màu, độ đục, tổng chất rắn, hàm lượng chất hữu cơ cao.

Sự cần thiết để xử lý nước thải?

Nước thải giặt tẩy nói chung có khả năng gây độc hại đối với cá và các sự sống dưới nước tại những vùng chịu ảnh hưởng trực tiếp của ngành nước thải ngành.

Đặt tính của dòng nước thải này là có chứa hàm lượng các chất hoạt động bề mặt, chất tạo bọt cao, cặn lơ lửng, độ màu cao. Đặt trưng của nước thải giặt tẩy? Nhìn chung, nước thải ngành giặt tẩy được xem là loại nước thải có mức độ ô nhiễm trung bình, tuy nhiên nước thải này nếu không được xử lý với phương pháp, công nghệ phù hợp thì sẽ gây ra những tác động xấu đến chất lượng nguồn nước đến quá trình sống của thủy sinh vật, thực vật và con người tại khu vực, các chất độc hại không những làm chết các loại thủy sinh mà còn làm mất khả năng tự làm sạch của nguồn nước, con người đánh bắt và ăn các loại thủy sản này cũng có thể bị nhiễm độc. Thành phần tính chất của nước thải giặt tẩy? Nước thải giặt tẩy có nguồn gốc từ việc sử dụng xà phòng, sô đa, các chất tẩy dầu mỡ,… nước thải của ngành giặt tẩy có độ pH cao chứa các chất giặt tẩy, sợi vải lơ lửng, độ màu, độ đục, tổng chất rắn, hàm lượng chất hữu cơ cao. Trong quá trình xử lý nước thải thực tế, công ty chúng tôi đã lấy mẫu một số cơ sở giặt tẩy đi phân tích và kết quả được tổng hợp như sau:

Công ty Môi Trường Bình Minh xin đưa ra một số phương pháp xử lý nước thải giặt tẩy, đảm bảo nước thải đạt quy chuẩn cho phép, QCVN 40:2011/BTNMT.

Xử lý nước thải bằng phương pháp keo tụ Mục đích của quá trình keo tụ là hỗ trợ cho quá trình khử màu, chất rắn lơ lửng, COD và tách kim loại nặng ra khỏi nước thải Keo tụ là quá trình làm to các hạt cặn phân tán trong nước, tạo thành dạng bông dễ lắng. Trong quá trình keo tụ, lượng chất lơ lửng, mùi, màu sẽ giảm xuống. Ngoài ra các chất như chất béo, dầu mỡ, hydratcacbon và lượng lớn vi khuẩn cũng bị loại bỏ.

Bản chất hiện tượng keo tụ là một quá trình phức tạp. Khi keo tụ, quá trình xảy ra chủ yếu mang bản chất vật lý, nhưng khi có chất phản ứng trong nước thì các chất hòa tan sẽ thay đổi thành phần hóa học, trong đó các ion kết tủa thành phần không hòa tan và lắng xuống. Keo tụ thường dùng là các muối sunfat nhôm, sunfat sắt và clorua sắt,…. khi muối nhôm vào trong nước chúng sẽ tác dụng với ion bicacbonat có trong nước và tạo thành hydroxyt ở dạng keo. Hàm lượng chất keo tụ đưa vào nước thải cần xác định bằng thực nghiệm, liều lượng chất keo tụ chủ yếu phụ thuộc vào các yếu tố sau: – Dạng và nồng độ chất bẩn. – Loại chất keo tụ – Biện pháp hòa trộn chất keo tụ và nước thải – Ảnh hưởng của keo tụ đến quá trình làm sạch tiếp theo và quá trình xử lý cặn

– Hiệu suất quá trình keo tụ phụ thuộc vào giá trị pH. Ví dụ: để keo tụ phèn nhôm pH tối ưu bằng 4,8-8,0 hoặc nếu dùng FeSO4 phải duy trì pH=9-11. Để tạo các bông cặn lớn, dễ lắng người ta cho thêm các chất trợ keo tụ. Đó là các chất cao phân tử tan trong nước và dễ phân ly thành ion. Tùy thuộc vào nhóm ion phân ly mà chất trợ keo tụ có diện tích âm hay dương. Chất trợ keo tụ thông dụng nhất là polyacrylamit (CH2CHCONH2)2. Quá trình keo tụ thường chịu ảnh hưởng của các yếu tố sau:

– pH

– Nồng độ của chất keo tụ – Bản chất của hệ keo, sự có mặt của các ion khác trong nước thải – Thành phần của các chất hữu cơ có trong nước thải – Nhiệt độ

Công ty môi trường Bình Minh có nhiều năm kinh nghiệm trong thiết kế, thi công, cải tạo, vận hành hệ thống xử lý nước thải giặt tẩy. Hãy liên hệ ngay đến Công ty môi trường Bình Minh để được tư vấn, hỗ trợ miễn phí.

Liên hệ với chúng tôi khi bạn cần xây dựng một hệ thống xử lý nước thải: nước thải sinh hoạt, nước thải dệt nhuộm, nước thải sản xuất, nước thải nhà hàng,….

Công ty TNHH Xây Dựng và Kỹ thuật Môi Trường Bình Minh 170/9, Khu phố Tân Hiệp, Tân Bình, TX. Dĩ An, tỉnh Bình Dương Website: chúng tôi Hotline: 0917 347 578 Email: kythuat.bme@gmail.com

Ứng dụng keo tụ điện hoá trong xử lý nước thải mực in

Trong những năm gần đây, giải pháp cho vấn đề ô nhiễm nước thải, chất thải rắn đang là vấn đề được các nhà khoa học quan tâm. Nước thải mực in là một loại nước thải có độ màu và hàm lượng COD trong nước thải cao. Hàm lượng COD (Chemical Oxygen Demand – Nhu cầu oxi hoá hoá học) có thể lên đến 20.000 mg/L và đôi khi hơn 100.000 mg/L, SS khoảng 800-1200 mg/L, màu xanh đậm với độ màu trên 100.000 Pt/Co.[1] Do đó, xử lý nước thải mực in đang là một trong những vấn đề cấp thiết đối với những xí nghiệp nhà máy in bao bì nói riêng và các xí nghiệp đóng gói nói chung trong định hướng phát triển bền vững của toàn thế giới.

Có nhiều phương pháp xử lý nước thải mực in như phương pháp keo tụ, phương pháp hấp phụ, phương pháp màng, các phương pháp oxy hóa nâng cao, phương pháp điện hóa, keo tụ điện hóa kết hợp siêu âm.[2] Trong các phương pháp nêu trên, keo tụ điện hóa kết hợp siêu âm thu hút được sự quan tâm rất lớn của các nhà nghiên cứu do các ưu điểm như xử lý hoàn toàn chất ô nhiễm với tốc độ cao, thời gian xử lý ngắn, đặc biệt có khả năng xử lí trực tiếp nước thải không đòi hỏi bước tiền xử lý sử dụng hiệu ứng vi cộng hưởng của bọt khí với nhiệt độ cao đến 4.000-10.000 K và áp suất hàng ngàn atm.[3] Do đó, trong nghiên cứu này chúng tôi kết hợp kĩ thuật keo tụ điện hóa và siêu âm để xử lí nước thải mực in.

MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM VÀ MỘT SỐ KẾT QUẢ

Mô hình thí nghiệm được mô phỏng Hình 1. Trong đó, điện cực có kích thước dài : rộng : cao = 15:3:0,1 cm cấu tạo từ nhôm, có tiết diện tiếp xúc với nước thải 0,465 dm2.

Hình 1: Sơ đồ minh họa hệ thí nghiệm keo tụ điện hóa kết hợp rung siêu âm

Nguồn điện 1 chiều; (2) Bể rung siêu âm; (3) Điện cực dương;

(4) Điện cực âm; (5) Nước thải mực in

Trong thời gian phản ứng 10 phút[4] với môi trường pH = 6,34 [5] và cường độ dòng điện thay đổi từ 0,25 A đến 0,55 A, thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của mật độ dòng điện đến hiệu suất xử lý nước thải mực in được thực hiện. Kết quả thu được trong Hình 2 cho thấy, mật độ dòng điện càng tăng thì hiệu quả xử lý COD càng cao. Ở mật độ dòng cao, điện cực anot hòa tan nhiều, các phân tử điện dương sinh ra nhiều, chúng hấp phụ gây keo tụ các chất mang điện tích âm trong nước. Mặt khác, mật độ dòng cao cũng sẽ dẫn đến điện trường trong dung dịch lớn làm tăng khả năng xảy ra các phản ứng oxi hóa, khử các chất hữu cơ, phá vỡ mối liên kết trong mạch carbon, làm giảm đi các nhóm mang màu của phần chất màu tan trong nước, nên làm cho nước thải dần mất màu. Tuy nhiên, khi tiếp tục tăng mật độ dòng lên cao thì hiệu suất xử lý COD có xu hướng giảm xuống do năng lượng điện hóa vượt ngưỡng làm cho quá trình hòa tan điện cực diễn ra quá mạnh tạo quá nhiều ion gây dư thừa và ăn mòn điện cực rất nhanh gây tổn hao năng lượng, tiêu tốn kinh phí thay điện cực. Trong nghiên cứu này, hiệu suất xử lý tốt nhất đạt 77,42% khi mật độ dòng điện là 0,97 A/dm2, có đôi chút khác biệt với nghiên cứu của ThS. Đinh Tuấn [6]. Sự khác biệt này do trong nghiên cứu ThS. Đinh Tuấn đã dùng nước thải pha chế và sử dụng thêm NaCl mà gốc Cl- trong quá trình điện hóa có thể tạo ra các gốc chất có khả năng làm tăng hiệu quả xử lý, đạt 96% ở mật độ dòng 0,9 A/dm2.

Trong môi trường kiềm, ở điện cực anot phản ứng tạo O2 diễn ra nhanh (4OH- – 4e = O2 + 2H2O). Khí O2 thoát ra là chất oxi hóa có tác dụng khử màu các chất hữu cơ. Khi môi trường kiềm cao thì lượng OH- nhiều dẫn đến lượng O2 sinh ra nhiều có thể gây cản trở đến quá trình điện cực. Khi pH quá cao làm những chất Al(OH)3 được sinh ra khi ion ở anot tan ra kết hợp với OH-, đóng vai trò là tâm keo tụ chất hữu cơ, lại bị tan ra hoặc hình thành quá nhiều dẫn đến hiệu quả xử lý giảm.

(1) pH, (2) Mật độ dòng , (3) Thời gian phản ứng

Hình 2: COD sau xử lý và hiệu suất xử lý khi thay đổi

Phương pháp keo tụ điện hóa cho hiệu quả xử lý tối ưu khi nước thải có pH = 7. Kết quả này tương đồng với kết quả nghiên cứu của TS. Bùi Thị Tuyết Loan trong nghiến cứu xử lý nước thải mực in bằng phương pháp keo tụ điện hóa. TS. Loan đã sử dụng điện cực nên sắt và cho kết quả pH tối ưu là 7, với hiệu suất xử lý đạt 70,5% [7].

Thời gian điện hóa càng tăng hiệu quả xử lý càng cao, Tuy nhiên, khi thời điện hóa tiếp tục tăng lên đến 40 phút thì hiệu quả xử lý có xu hướng giảm xuống. Lý giải cho điều này đó là khi thời gian điện hóa ngắn thì không đủ điều kiện cho các phản ứng oxi hóa khử các chất hữu cơ diễn ra, đồng thời không đủ thời gian hình thành nên nhiều các chất keo tụ dẫn đến hiệu quả xử lý không được cao. Kết quả nghiên cứu này tương đồng với kết quả nghiên cứu phân hủy thuốc nhuộm bằng phương pháp keo tụ điện hóa sử dụng điện cực inox của tác giả Bùi Quang Cư và các cộng sự [8]. Nhóm tác giả này cho kết quả nghiên cứu xử lý COD trong nước thải dệt nhuộm là 70% trong thời gian điện hóa 25 phút.

Rung siêu âm có khả năng tăng hiệu quả xử lý nước thải mực in. Hiệu suất xử lý COD tăng lên khoảng 12%. Hiệu suất xử lý độ màu cả hai phương pháp đều đạt tới 99,10% với phương pháp keo tụ điện hóa kết hợp siêu âm. Siêu âm làm tăng hiệu quả xử lý của phương pháp là do các sóng xung kích tạo ra từ siêu âm làm phân bố đều các ion tạo ra trong quá trình điện hóa giúp cho quá trình thủy phân tạo Al(OH)3 tăng cao. Hơn nữa, rung siêu âm có tác dụng liên tục làm sạch bề mặt điện cực khỏi các lớp bùn bám vào khi điện hóa tạo và một phần nào đó tăng khả năng phá vỡ liên kết của các chất mang màu do có thể làm tăng từ trường, sóng tạo ra có thể tác động đến mức tế bào; từ đó làm tăng hiệu quả xử lý nước thải mực in bằng phương pháp keo tụ điện hóa. Bên cạnh đó, thời gian xử lý các loại nước thải hầu như không thay đổi so với điện hóa không sử dụng siêu âm. Như vậy siêu âm đã có tác dụng làm tăng hiệu quả xử lý nước thải mực in khi kết hợp với keo tụ điện hóa sử dụng điện cực nhôm.

KẾT LUẬN

Các kết quả cho thấy phương pháp keo tụ điện hóa kết hợp siêu âm có khả năng xử lý hiệu quả mực in có nồng độ khác nhau lên đến 92% COD và loại bỏ độ màu đến 98% trong một khoảng thời gian ngắn không yêu cầu sử dụng thêm các chất hóa học. Điều kiện tối ưu cho phương pháp: mật độ dòng điện chạy trong điện cực là 0,97 A/dm2, pH ban đầu của nước thải là 7, thời gian phản ứng là 25 phút và khoảng các giữa các điện cực là 3cm. Khả năng ứng dụng của phương pháp này trong xử lý nước thải mực in và có thể mở rộng cho xử lí các loại nước thải khác. Phương pháp keo tụ điện hoá đang được quan tâm nhiều trong thời gian gần đây, phương pháp này ít sử dụng hoá chất, không gây ô nhiễm thứ cấp do các thành phần hoá chất dư trong dòng thải. Hơn thế nữa phương pháp này còn áp dụng xử lý hiệu quả một số thành phần kim loại nặng trong nước thải các ngành công nghiệp.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. I. Yan-bao, C. Ji-xia, S. Wei-nan, and W. Chao-yang, Printing-ink and Environmental Protection, Journal of Xi’an University of Arts and Science (Natural Science Edition), 2007, 2(10), 111-114.

2. L. Ding, Y. Chen and J. Fan, An overview of the treatment of print ink wastewaters, Journal of Environmental Chemistry and Ecotoxicology, 2011, 3(10), 272-276.

3. R. Mahdavi and S. S. Ashraf Talesh, The effect of ultrasonic irradiation on the structure, morphology and photocatalytic performance of ZnO nanoparticles by sol-gel method, Ultrasonics Sonochemistry, 2017, 39, 504-510.

4. S. Adamovic, M. Prica, B. Dalmacija, S. Rapajic, D. Novakovic, Z. Pavlovic and S. Maletic, Feasibility of electrocoagulation /flotation treatment of waste offset printing developer based on the response surface analysis, Arabian Journal of Chemistry, 2016, 9(1), 152-162.

5. Nguyen Thi Huong, Comparation of the removal efficiency of textile wastewater by using electrocoagulation method and fenton oxidation process, Journal of Science and Technology – Da Nang University, 2009, 6(30), 120-106.

6. Dinh Tuan, Investigation of removal of textile wastewater by using coagulation method- electrolytic flotation with Aluminum and Iron as anode electrodes, Master’s Thesis, Da Nang University, Da Nang (2011).

7. Bui Thi Thanh Loan, Study on removal of printing ink wastewater, National Library of Vietnam, Ha Noi.

8. Bui Quang Cu, Do The Hung, Bui Quang Minh and Nguyen Van That, Examination of degradable behavior of dyes from aqueous solution by using electrochemical method, Journal of Science and Technology, 2008, 46(4), 83-92

Thông tin về tác giả: TS. Phạm Hương Quỳnh hiện đang công tác tại Viện Công nghệ HaUI, trường Đại học Công nghiệp Hà Nội. Tốt nghiệp Đại học sư phạm Thái Nguyên năm 2000 chuyên ngành sinh học. Tốt nghiệp Thạc sỹ năm 2006 tại trường Đại học Bách Khoa Hà Nội chuyên ngành Công nghệ Môi trường. Đạt học vị Tiến sỹ chuyên ngành Kỹ thuật Môi trường tại Đại học Bách Khoa Hà Nội 2016.

Hướng nghiên cứu chính hiện nay: Nghiên cứu xử lý nưaớc thải bằng phương pháp sinh học và vật liệu nano,

Thứ Tư, 10:03 28/08/2019

Tags:

Trong các hệ thống xử lý nước thải, người ta thường kết hợp nhiều phương pháp để xử lý. Các phương pháp ấy có thể là sinh học giúp phân giải các hợp chất hữu cơ dưới tác dụng của vi sinh hoặc có thể là phương pháp nhiệt để phân hủy các hợp chất hóa học dễ phân hủy thành CO2 và nước dưới tác dụng của nhiệt độ.

Đặc biệt, với các chất ô nhiễm là ion kim loại (nhất là kim loại nặng) hoặc các hạt rắn không tan trong nước với kích thước nhỏ không thể lắng bằng trọng lực được. Chính vì vậy, đối với nguồn gây ô nhiễm này ta có phương pháp hóa lý. Phương pháp này dựa trên nguyên lý 2 quá trình đông tụ và keo tụ nhằm tạo kết tủa hoặc các bông cặn lớn hơn giúp lắng nhanh bằng trọng lực. Vậy cơ chế của phương pháp này như thế nào? Hôm nay, Tin Cậy sẽ cùng chia sẽ với mọi người về bản chất của 2 quá trình đông tụ và keo tụ.

1. QUÁ TRÌNH ĐÔNG TỤ

Đông tụ là quá trình kết hợp các hạt phân tán và chất nhũ tương. Phương pháp đông tụ hiệu quả nhất khi được sử dụng để tách các hạt keo phân tán có kích thước 1-100mm.

Trong xử lý nước thải, sự đông tụ diễn ra dưới ảnh hưởng của chất bổ sung, gọi là chất đông tụ. Chất đông tụ trong nước tạo thành các bông Hydroxit kim loại, giúp lắng nhanh trong trường trọng lực. Các bông này có khả năng hút các hạt keo, hạt lơ lửng và kết hợp chúng với nhau do sự tích điện trái dấu giữa các hạt keo (điện tích âm yếu) và các bông đông tụ (điện tích dương yếu).

Trong nước có chứa các ion kim loại hoặc các hạt có kích thước nhỏ (vài mm) không lắng bằng trọng lực được. Ta thêm các hóa chất đông tụ vào, chất này ngoài việc phân ly ra ion OH- tạo kết tủa Hydroxit với ion kim loại nó còn đóng vai trò như 1 chất keo kết dính. Nó kết dính những hạt kích thước nhỏ thành những hạt có kích thước lớn hơn và có thể liên kết với hydroxit kim loại vừa tạo thành nữa tạo thành bông cặn lớn. Bông cặn này có thể lắng nhanh bằng trọng lực, tách hoàn toàn ra khỏi nước (phân lớp rõ ràng).

Bông cặn tạo được khi thêm hóa chất đông tụ -keo tụ

Chất đông tụ thường là muối nhôm, sắt hoặc hỗn hợp của 2 muối này. Việc chọn chất đông tụ phụ thuộc thành phần, tính chất hóa lý, giá thành của nó, nồng độ tạp chất trong nước và pH của nguồn nước.

Một lưu ý nhỏ với phương pháp này đó là liều lượng sử dụng hóa chất đông tụ thêm vào cần được khảo sát để có liều lượng tối ưu. Nếu thêm ít thì không đủ hạt keo để tách hết các hạt rắn lơ lửng ra khỏi nước. Nếu thêm quá nhiều dẫn đến dư thừa các hạt keo, làm cho 1 hạt keo có thể tiếp cận kết dính được ít hạt rắn hơn à tạo bông cặn nhỏ và kích thước chưa đủ lớn để dễ dàng lắng bằng trọng lực. Việc sử dụng liều lượng không hợp lý này đề dẫn đến hiệu quá của quá trình đông tụ là không cao.

Thực tế mẫu nước trước và sau khi xử lý tạo bông

Hiện nay, trên thị trường có nhiều muối nhôm hoặc muối sắt làm chất đông tụ là: Al2(SO4)3.18H2O, NaAlO2, Al2(OH)5Cl, Fe2(SO4)3.2H2O, FeCl3,…

Công ty Tin Cậy chúng tôi hiện đang cung cấp hóa chất PAC (poly Aluminium Clorine) là loại phèn nhôm tồn tại dưới dạng cao phân tử (polyme), có công thức [Al2(OH)nCl6-n]m. Hiện nay, PAC ngày càng được sử dụng rộng rãi hơn thay cho các loại phèn nhôm và phèn sắt sunphat trong xử lí nước thải nhớ các ưu điểm sau:

Khi dùng dư hóa chất đông -keo tụ tạo bông cặn tạo được nhỏ và không đủ kích thước để lắng

Hiệu quả lắng trong cao hơn 4-5 lần

Ít làm biến động pH nước

Loại bỏ chất hữu cơ hòa tan và không hòa tan cùng các kim loại nặng khác

Không bị đục nước

2. QUÁ TRÌNH KEO TỤ

Keo tụ là quá trình kết hợp các hạt lơ lửng khi cho các chất keo tụ vào nước (các hợp chất cao phân tử). Khác với đông tụ, quá trình keo tụ không chỉ diễn ra do tiếp xúc trực tiếp mà còn do sự tương tác lẫn nhau giữa các phân tử chất keo tụ hấp phụ các hạt lo lửng trong nước.

Sự keo tụ thúc đẩy quá trình tạo bông hydroxit kim loại (thường dùng là muối nhôm và sắt) nhằm tăng vận tốc lắng, giảm chất đông tụ, giảm thời gian đông tụ và tăng vận tốc lắng.

Chất keo tụ có thể là hợp chất tự nhiên và tổng hợp. Chất keo tụ tự nhiên là tinh bột, este, xenlulo,….Chất keo tự tổng hợp như là poliacrilamit (PAA) hay thông dụng hơn hết hiện nay là polytetsu ([Fe 2(OH)n(SO4) 3-n/ 2]m) hoặc cũng có thể là PAC như đã giới thiệu ở trên.

Cơ chế hoạt động của chất keo tụ:

Hấp phụ phân tử chất keo tụ trên bề mặt hạt keo, tạo thành mạng lưới phân tử chất keo tụ. Dưới tác dụng của chất keo tụ giữa các hạt keo tạo thành cầu nối polime, các hạt keo tích điện âm thúc đẩy quá trình keo tụ với các hydroxit kim loại qua đó tạo thành hạt keo lớn hơn giúp tăng khả năng lắng tách nhanh và hoàn toàn ra khỏi nước. Quá trình trên sẽ được đẩy nhanh 2-3 lần và tăng hiệu quả lắng trong khi thêm silicat hoạt tính.

Hiện nay, trên thị trường có nhiều hóa chất keo tụ như Sulfate nhôm (Aluminium Sulfate), Chlorua sắt (Ferric chloride), polytetsu,…Công ty Tin Cậy chúng tôi hiện đang cung cấp hóa chất polytetsu với nhiều ưu điểm hơn so với các hóa chất keo tụ khác.

Khả năng keo tụ của hợp chất Polytetsu (muối sắt) bền vững hơn nhiều so với các chất keo tụ gốc nhôm.

Tốc độ keo tụ rất nhanh.

Có thể áp dụng tốt cho nước với dải pH rộng (từ 3-10).

Có khả năng làm giảm lượng BOD và COD trong nước thải.

Polytetsu ngoài tác dụng keo tụ còn giúp khử mùi hiệu quả, Polytetsu có tác dụng rất mạnh trong việc khử mùi Amoniac và mùi của các hợp chất Sunphua như: Methanethiol (CH3SH), Hydrogen sulfide (H2S) và Dimethyl sulfide ((CH3)2S).

Muối sắt có một số ưu điểm hơn muối nhôm:

Hoạt động tốt hơn ở nhiệt độ nước thấp

Giá trị tối ưu pH trong khoảng rộng hơn

Bông bền và thô hơnà lắng nhanh và dễ hơn

Có thể ứng dụng cho nước có khoảng nồng độ muối rộng hơn

Có khả năng khử mùi độc và vị lạ do có mặt của H2S

Tuy nhiên cũng có một số nhược điểm:

Tính axit mạnh, làm ăn mòn thiết bị

Bề mặt các bông ít phát triển hơn

Hiện nay, Polytetsu được sử dụng rất rộng rãi trong những nhà máy xử lý nước thải và kể các hồ bơi giải trí cũng sử dụng hóa chất này.

Sự khác biệt giữa hai quá trình đông tụ và keo tụ

Thực tế tạo bông cặn của quá trình keo tụ này cũng tương tự như quá trình đông tụ, nó chỉ khác nhau ở bản chất tạo bông, với đông tụ là liên kết các hạt rắn bằng lực tĩnh điện, còn với keo tụ là hấp phụ các hạt rắn lên bề mặt hạt keo. Chính vì vậy mà 2 quá trình này luôn diễn ra song song và đồng thời luôn đi kèm với nhau.

Địa chỉ: Số 4, Đường số 3, Khu Dân Cư Vạn Phúc, P.Hiệp Bình Phước, Q.Thủ Đức,Tp.HCM

Điện thoại: (028) 2253 3535 Mobile: 0903 908 671 – 0933 015 035

Email: tincay@tincay.com; nguyenle@tincay.com

Mọi thắc mắc và thông tin chi tiết về các sản phẩm trên xin vui lòng liên hệ: CÔNG TY CỔ PHẦN ĐẦU TƯ THƯƠNG MẠI DỊCH VỤ TIN CẬY