Xử Lý Nước Thải Bằng Phương Pháp Trao Đổi Ion / Top 3 # Xem Nhiều Nhất & Mới Nhất 2/2023 # Top View | Channuoithuy.edu.vn

Hướng Xử Lý Nước Thải Bằng Phương Pháp Trao Đổi Ion

Tìm hiểu công nghệ xử lý nước thải bằng phương pháp trao đổi ion

Trao đổi ion là một quá trình trong đó các ion của một loài cụ thể trong dung dịch được thay thế bằng các ion có điện tích tương tự nhưng thuộc các loài khác nhau gắn với nhựa không hòa tan. Về bản chất, trao đổi ion là một quá trình hấp phụ và cũng có thể được coi là một phản ứng hóa học thuận nghịch.

Các cation phổ biến của trao đổi ion là làm mềm nước (loại bỏ các ion “cứng” như CA2 + và Mg2 +) và loại bỏ nitrat trong các hoạt động xử lý nước thải tiên tiến. Các loại nhựa trao đổi ion này là zeolit ​​vô cơ tự nhiên hoặc nhựa hữu cơ tổng hợp được sản xuất. Các loại nhựa hữu cơ tổng hợp là loại chiếm ưu thế được sử dụng ngày nay bởi vì các đặc tính của chúng có thể được điều chỉnh cho các ứng dụng cụ thể.

Xử lý nước thải

Hồ xử lý nước thải

Nhựa trao đổi ion được gọi là cation nếu chúng trao đổi ion dương và anion nếu chúng trao đổi ion âm. Nhựa trao đổi cation có các nhóm chức axit như sunfonic, trong khi nhựa trao đổi anion thường được phân loại theo tính chất của nhóm chức là axit mạnh, axit yếu, bazơ mạnh và bazơ yếu. Độ mạnh của tính axit hoặc tính bazơ phụ thuộc vào mức độ ion hóa của các nhóm chức, tương tự như tình huống với axit hoặc bazơ hòa tan.

Phân loại xử lý nước thải bằng phương pháp trao đổi ion

Cả hai loại ion là nhựa anion và cation đều được sản xuất từ ​​cùng một loại polymer hữu cơ cơ bản. Chúng khác nhau trong nhóm ion hóa gắn liền với mạng hydrocarbon. Chính nhóm chức năng này quyết định hành vi hóa học của nhựa. Chúng có thể được phân loại thành loại trao đổi cation axit mạnh hay yếu hoặc trao đổi anion bazơ mạnh hay yếu.

Cation axit mạnh

Các dạng hydro và natri của nhựa axit mạnh có tính phân ly cao và Na + và H + có thể trao đổi có sẵn để trao đổi trên toàn bộ phạm vi pH. Do đó, khả năng trao đổi của nhựa axit mạnh không phụ thuộc vào pH dung dịch. Những loại nhựa này sẽ được sử dụng ở dạng hydro để khử ion hoàn toàn; chúng được sử dụng ở dạng natri để làm mềm nước (loại bỏ canxi và magiê).

Cation axit yếu Nhựa axit yếu thể hiện ái lực với các ion hydro cao hơn nhiều so với nhựa axit mạnh. Đặc tính này cho phép tái sinh thành dạng hydro với lượng axit ít hơn đáng kể so với yêu cầu đối với nhựa axit mạnh.Mức độ phân ly của nhựa axit yếu bị ảnh hưởng mạnh bởi pH dung dịch. Do đó, công suất nhựa phụ thuộc một phần vào pH dung dịch.

Thiết bị xử lý nước thải

Quy trình xử lý nước thải

Phương Pháp Trao Đổi Ion Xử Lý Nước Thải Và Nước Cấp

Thực trạng ô nhiễm môi trường, đặc biệt là môi trường nước hiện nay đang là một bài toán khó đối với bất kể quốc gia nào, trong đó có Việt Nam. Với tốc độ phát triển kinh tế, xã hội như hiện nay, lượng nước thải đổ ra môi trường ngày càng nhiều với các thành phần hóa chất độc hại ngày một phức tạp. Chính vì thế, lựa chọn các phương pháp xử lý nước thải trở nên vô cùng cấp bách. Mỗi phương pháp xử lý đều có những ưu nhược điểm và chi phí khác nhau. Trong đó, phương pháp trao đổi ion hiện đang được các doanh nghiệp lựa chọn.

Phương pháp trao đổi ion là gì?

Phương pháp trao đổi ion là quá trình tách riêng những ion không mong muốn ra khỏi dung dịch và thay thế bằng những ion khác.

Quá trình trao đổi ion được diễn ra bằng các phản ứng hóa học trong một thiết bị chuyên dụng (gồm 2 pha: pha lỏng và pha rắn).

Cơ sở của phương pháp trao đổi ion: là dựa trên sự phản ứng hoá học giữa ion trong pha lỏng và ion trong pha rắn.

Hay nói cách khác, trao đổi ion là một quá trình gồm các phản ứng thế giữa các ion trong pha lỏng và các ion trong pha rắn (là nhựa trao đổi).

Nhờ đó, các ion trong pha lỏng dễ dàng thế chỗ các ion có trên khung của nhựa trao đổi. Quá trình này phụ thuộc vào từng loại nhựa trao đổi và các loại ion khác nhau.

Có hai phương pháp trao đổi ion là:

Trao đổi ion với lớp nhựa chuyển động – vận hành và tái sinh liên tục

Trao đổi ion với lớp nhựa đứng yên – vận hành và tái sinh gián đoạn.

Ứng dụng phương pháp trao đổi ion trong xử lý nước thải

Phương pháp trao đổi ion được ứng dụng trong xử lý nước thải và kể cả nước nguồn.

Các hệ thống trao đổi ion được sử dụng để xử lý nước với mục đích làm mềm nước, khử kim loại và các ion kim loại, khử nitrat…có trong nước. Đây được xem là bước tiền xử lý để giúp cho những quá trình xử lý nước thải phía sau được thuận lợi và hiệu quả hơn.

Trong xử lý nước cấp, phương pháp trao đổi ion được sử dụng để khử các muối, làm mềm nước, khử nitrat, khử màu, khử mùi, khử kim loại và các ion kim loại nặng có trong nước.

Trong xử lý nước thải, phương pháp trao đổi ion được sử dụng để loại bỏ các kim loại (kẽm, đồng, crom, niken, chì, thuỷ ngân, cadimi, vanadi, mangan,…),các hợp chất của asen, photpho, xyanua và các chất phóng xạ.

Ưu điểm phương pháp trao đổi ion

Như đã nói ở trên, bất cứ phương pháp xử lý nước thải nào cũng đều có những ưu, nhược điểm và chi phí khác nhau. Tất cả sự lựa chọn là tùy thuộc vào mục đích sử dụng, loại nước thải, tải trọng và khả năng tài chính của mỗi khách hàng.

Ưu điểm của phương pháp trao đổi ion là:

Xử lý triệt để và có chọn lọc (loại bỏ thành công các kim loại Zn, Cu, Cr, Ni, Pb, Hg, Cd, Mn, hợp chất của xyanua, asen, photpho, các chất phóng xạ)

Cho phép thu hồi các thành phần kim loại tốt

Ít tiêu tốn năng lượng

Thời gian sử dụng của các hạt nhựa ion lâu dài

Nhược điểm của phương pháp trao đổi ion là:

Chi phí lắp đặt, vận hành và bảo dưỡng khá cao

Nếu trong nước tồn tại các hợp chất hữu cơ hay ion Fe3+, chúng sẽ bám dính vào các hạt nhựa ion, làm giảm khả năng trao đổi ion của nhựa.

Chỉ phù hợp sử dụng cho các trường hợp đòi hỏi xử lý cao.

Công nghệ MET – giải pháp xử lý nước bằng phương pháp cơ học

Thiết kế nhỏ gọn, vận hành đơn giản, tiết kiệm chi phí nhưng mang lại hiệu quả xử lý cao đến 99,9% là những ưu điểm tuyệt vời của công nghệ xử lý nước MET – một trong những cái tên không thể thiếu được trong công nghệ xử lý nước thải.

Công ty TNHH Công Nghệ Xử Lý Nước TA là một trong những công ty chuyên thiết kế, lắp đặt và vận hành các hệ thống xử lý nước thải, nước cấp uy tín nhất trên thị trường Việt Nam. Với ưu thế nhiều năm kinh nghiệm trong lĩnh vực công nghệ môi trường, chúng tôi đã thi công rất nhiều công trình xử lý nước thải cho các tòa nhà chung cư, bệnh viện, khu công nghiệp, trạm xăng và các hộ gia đình,…..

Bên cạnh đó chúng tôi còn nhận nâng cấp và cải tạo hệ thống cho các đơn vị, doanh nghiệp có nhu cầu mở rộng hệ thống và thay đổi công nghệ hiệu quả hơn. So với phương pháp trao đổi ion, công nghệ MET có phần nhỉnh hơn hẳn với những ưu điểm sau:

Công nghệ MET tiết kiệm được tối đa diện tích xây dựng và kết cấu

Linh hoạt ứng dụng cho nhiều quy mô với các tải trọng khác nhau

Hiệu suất xử lý cao do sử dụng phương pháp cơ học

Vận hành đơn giản, tự động hóa, khả năng đồng bộ cao

Linh động xử lý đối với các nguồn nước có chất lượng đầu vào không ổn định

Chi phí lắp đặt, vận hành, bảo dưỡng thấp hơn so với các công nghệ khác

Tự hào là công nghệ Việt do chính người Việt sáng chế, đạt nhiều giải thưởng, chỉ cần lắp đặt một lần sẽ dùng được hơn 20 năm, công nghệ MET đảm bảo sẽ làm hài lòng tất cả những khách hàng khó tính nhất.

Công Nghệ Trao Đổi Ion Trong Xử Lý Nước Thải

Thực trạng ô nhiễm môi trường hiện nay đang là một bài toán khó đối với các cơ quan chủ quản, các công ty, doanh nghiệp, tổ chức. Đặc biệt, với tốc độ công nghiệp hóa phát triển như vũ bão hiện nay, lượng nước thải đổ ra môi trường ngày càng nhiều, thành phần hóa chất độc hại trong nước thải ngày càng phức tạp hơn. Chính vì thế mà vấn đề đang là một việc làm rất cấp bách đối với các doanh nghiệp. Có rất nhiều phương pháp xử lý nước thải thông dụng, mỗi một phương pháp xử lý đều có những ưu nhược điểm khác nhau, tuy nhiên phương pháp xử lý nước thải bằng công nghệ trao đổi ion hiện nay đang được các công ty, tổ chức, doanh nghiệp lựa chọn hàng đầu nhờ khả năng ứng dụng rộng rãi của nó.

Phương pháp trao đổi ion được ứng dụng để làm sạch nước hoặc nước thải khỏi các kim loại như Zn, Cu, Cr, Ni, Pb, Hg, Cd, Mn… cũng như các hợp chất của xyanua, asen, photpho, các chất phóng xạ. Phương pháp trao đổi ion cho phép thu hồi các thành phần kim loại rất tốt và đạt được mức độ làm sạch cao. Vì vậy nó là một phương pháp được ứng dụng rộng rãi để tách muối trong xử lý nước thải.

Bản chất của quá trình trao đổi ion là một quá trình trong đó các ion trên bề mặt của chất rắn trao đổi với ion có cùng diện tích trong dung dịch khi tiếp xúc với nhau. Các chất này được gọi là các chất trao đổi ion (ionit), chúng hoàn toàn không tan trong nước. Các chất trao đổi ion có khả năng trao đổi các ion dương từ dung dịch điện ly ( hay còn gọi là các cationit ) và chúng mang tính acid. Các chất có khả năng trao đổi với các ion âm (anionit) và chúng mang tính kiềm. Nếu như các ionit nào đó trao đổi cả cation và anion thì người ta gọi chúng là ionit lưỡng tính. Các chất trao đổi ion có thể là các chất vô cơ hoặc hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên hoặc nhân tạo.

Ứng dụng:

Quá trình trao đổi icon được ứng dụng rất rộng rãi, điển hình là thường ứng dụng để làm mềm nước, khử khoáng và khử NH4+. + Làm mềm nước: ứng dụng quan trọng của quá trình trao đổi ion là làm mềm nước, trong đó các ion Ca2+ và Mg2+ được tách khỏi nước và thay thế vị trí Na+ trong hạt nhựa. Đối với các quá trình làm mềm nước, thiết bị trao đổi ion axit mạnh với Na+ được sử dụng. + Khử khoáng: trong quá trình khử khoáng, tất cả các ion âm và các ion dương đều bị khử khỏi nước. Nước di chuyển qua hệ thống hai giai đoạn gồm bộ trao đổi cation axit mạnh ở dạng H+ nối tiếp với bộ trao đổi anion bazơ mạnh ở dạng OH -. + Khử NH4+ (ammonium): quá trình trao đổi ion có thể được dùng cô đặc NH4+ có trong nước thải. Trong trường hợp này, phải sử dụng chất trao đổi chất có tính lựa chọn NH4+ cao chẳng hạn như clinoptilolite. Sau khi tái sinh, dung dịch đậm đặc có thể được chế biến thành phân bón.

Xử Lý Nước Thải Bằng Phương Pháp Vật Lý

Nước thải là môi trường tồn tại của nhiều chất ô nhiễm dưới nhiều trạng thái khác nhau. Chất ô nhiễm thường gặp là hợp chất tan, không tan và chất lơ lửng. Những cặn bẩn này rất khó xử lý nên người ta thường ứng dụng xử lý nước thải bằng phương pháp vật lý. Mục tiêu của phương pháp này là tách hạt lơ lửng, hạt keo khó lắng, ion kim loại nặng hoặc chất hữu cơ ra khỏi nước.

Một số phương pháp vật lý trong xử lý nước thải

Màng lọc là nơi thực hiện chức năng tách và tập trung chất hòa tan và không hòa tan. Trong điều kiện áp suất cao, các lỗ màng tiến hành loại bỏ các hạt và phân tử có kích thước nhỏ. Phương pháp lọc màng thường được sử dụng để xử lý nước thải, lọc nước hoặc tái chế nước.

Trong đó người ta thường ứng dụng thêm hệ thống vi lọc. Chúng có tác dụng tách phân tử, vi khuẩn và nấm men. Đối với nước thải nhiễm dầu, vi lọc có tác dụng khử trùng lạnh và tách nhũ tương.

Tại các khu vực nông thôn, phương pháp lọc màng thẩm thấu ngược này dùng để xử lý nước lọc, khử mặn và khử nước nồi hơi trong các nhà máy nhiệt điện. Màng bán thấm này tạo ra nguồn áp suất nhất định. Khi áp suất cao thúc đẩy phân tử dung môi khuếch tán sang màng tế bào.

Tuyển nổi thực chất là quá trình tách chất rắn tan hoặc không tan có tỷ trọng nhỏ hơn nước. Hiệu quả xử lý phụ thuộc chủ yếu vào việc sử dụng các chất hoạt động bề mặt (tách hoặc làm đặc bọt). Đây là phương pháp loại bỏ chất rắn lơ lửng và dầu mỡ ra khỏi hỗn hợp nước thải hoặc cô đặc bùn sinh học.

Nguyên tắc hoạt động của bể tuyển nổi căn cứ vào sự phân tán các phần tử có khả năng tự lắng kém. Nước và không khí được hòa trộn trong bồn khí tan nhờ máy nén khí. Khi đó nước chảy vào ngăn tuyển nổi và được giảm áp suất đột ngột. Dòng khí tách ra và bám vào các hạt cặn trong nước, quá trình tuyển nổi được hình thành.

Điều kiện xảy ra là các chất rắn này phải có khả năng kết dính vào các bọt khí và nổi lên trên mặt nước. Theo đó, các bọt khí dính bọt khí được tách ra khỏi nguồn nước. Phương pháp này được ứng dụng trong xử lý nước thải nhiễm kim loại nặng, thu hồi khoáng sản quý hiếm.

Nếu chỉ được xử lý cơ học, nước thải vẫn còn tồn tại các hạt có kích thước nhỏ dưới dạng các hạt keo không thể lắng. Cách tốt nhất để lắng các hạt này đó là làm tăng kích thước của chúng nhờ tác dụng tương hỗ. Khi đó chúng sẽ liên kết thành những hạt có kích thước lớn hơn. Để quá trình liên kết diễn ra thuận lợi cần trung hòa điện tích của các hạt này.

Các hạt hình thành sau đó có thể mang điện tích âm hoặc dương. Hạt có nguồn gốc silic, hợp chất hữu cơ mang điện tích âm. Hạt hydroxyt sắt, hydroxyt nhôm mang điện tích dương. Có 2 loại bông keo gồm loại kỵ nước và loại ưa nước. Trong đó loại ưa nước tập trung nhiều vi khuẩn, vi rút. Loại keo kỵ nước đóng vai trò quan trọng trong hầu hết các công nghệ xử lý nước thải bằng phương pháp vật lý hiện nay.

Quá trình hình thành các bông cặn gọi là keo tụ. Trong đó có sự tham gia của muối nhôm hoặc muối sắt. Nhưng phèn PAC được ưu tiên lựa chọn sử dụng vì chúng có giá thành rẻ, không tác động đến nồng độ pH, hiệu quả cao và khử màu.

Ứng dụng của phương pháp keo tụ:

Đông tụ là cách xử lý nước thải dầu nhớt giúp quá trình lắng cặn diễn ra nhanh và hiệu quả hơn. Với cách này nồng độ chất màu, mùi và cặn sẽ giảm xuống. Trong đó, nồng độ pH thích hợp để quá trình đông tụ diễn ra nhanh hơn thường dao động từ 4 – 8,5.

Khi thêm các chất động tụ chúng sẽ phân ly ion OH- tạo ra kết tủa hydroxit và còn có khả năng kết dính các hạt keo. Những hạt này liên kết với nhau hình thành hạt có kích thước lớn, đó gọi là bông cặn. Nhờ trọng lực, những bông cặn dễ dàng lắng xuống và hoàn toàn tách ra khỏi nước.

Một số chất đông tụ thường dùng:

Phức nhôm – clo (PAC): đây là chất đông tụ hiệu quả gấp 1/3 – ¼ so với nhôm sunfat và đồng thời giảm tính bazo trong nước.

Sắt (III) clorua: được sử dụng rộng rãi nhưng nó thường có tính ăn mòn mạnh.

Polyme hữu cơ: các khối chất vững chắc được hình thành thông qua chuỗi phân tử đông tụ hữu cơ. Chúng tồn tại bền vững, không dễ bị phân hủy và có khả năng khử tốt trong bùn.

Xử lý nước thải bằng phương pháp vật lý là một trong những phương pháp không thể thiếu bất kỳ ở HTXLNT nào. Nếu Quý doanh nghiệp có nhu cầu xử lý nước thải hãy liên hệ với công ty xử lý nước thải Hợp Nhất theo Hotline 0938.857.768!