XỬ LÝ NƯỚC THẢI - PHẦN 4 ppt

Mục đích hấp thụLoại bỏ các - Chất hòa tan trong nước mà phương pháp xử lý sinh học vàcác phương pháp khác không loại bỏ được - Hợp chất hòa tan có độc tính cao - Chất có mùi vị và màu k

XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA LÝ

Mục đích hấp thụ

Loại bỏ các

- Chất hòa tan trong nước mà phương pháp xử lý sinh học vàcác phương pháp khác không loại bỏ được

- Hợp chất hòa tan có độc tính cao

- Chất có mùi vị và màu khó chịu

- Kim loại nặng, các chất hữu cơ, vô cơ độc hại

1 PHƯƠNG PHÁP HẤP THỤ

Hấp thụ là hiện tượng vật lý hay hóa học mà ở đó các

phân tử, nguyên tử hay các ion bị hút khuếch tán và đi qua mặt phân cách vào trong toàn bộ vật lỏng hoặc rắn

- Hấp thụ vật lý

- Hấp thụ hóa học

- Các chất hấp thụ thường dùng: Than hoạt tính, đất sét hoặc silicagel, keo nhôm…

- Các chất hữu cơ bị hấp thụ: phenol, allcyllbenzen, sunfonicacid, thuốc nhuộm, các hợp chất thơm

- Than hoạt tính được dùng phổ biến nhất trong xử lý nước

- Các chất hữu cơ kim loại nặng và các chất màu dễ bịthan hấp thụ

Chất hấp thụ

Hấp phụ vật lí là quá trình hấp phụ gây ra bởi lực hấp phụ

có bản chất vật lí và không hình thành liên kết hóa học

- Xử lý nước thải chứa kim loại chất bẩn khác nhau

- Có thể xử lý triệt để nước thải đã qua sử lý sinh học hoặc qua các biện pháp xử lý hóa học

Mục đích hấp phụ

Cơ sở quá trình hấp phụ

Trường lực bề mặt có 2 dạng:

- Hydrat hóa các phân tử chất tan

- Tác dụng tương hỗ giữa các phân tử chất bẩn bị hấp phụvới các phân tử trên bề mặt chất rắn

- Khi xử lý nước thải, đầu tiên loại được các phân tử của

chất không phân ly thành ion, sau đó mới loại các chất phân ly

Chất hấp phụ

- Than hoạt tính, silicagel, cacbon sunfua, đôlômít, cao lanh

- Than bùn, than cốc, tro và các dung dịch hấp phụ lỏng

- Bông cặn của của chất keo tụ ( hydroxit của kim loại)

- Bùn hoạt tính từ bể aeroten

Phân loại hấp phụ

- Hấp phụ trong điều kiện tĩnh

- Hấp phụ trong điều kiện động

THAN HOẠT TÍNH

Than hoạt tính là một chất gồm chủ yếu là nguyên tốcarbon ở dạng vô định hình (bột), một phần nữa có dạng tinh thể vụn grafit (ngoài carbon thì phần còn lại thường là tàn tro, mà chủ yếu là các kim loại kiềm và vụn cát)

Vị trí của phương pháp hấp thụ, hấp phụ

3 PHƯƠNG PHÁP TRÍCH LY

Trích ly: là quá trình tách các cấu tử ra khỏi hỗn hợp nhờ

một dung môi có khả năng hòa tan chọn lọc một số chất trong hỗn hợp đó

Trong nước thải chứa các chất bẩn, nếu chúng ta đưa vào một dung môi và khuấy đều thì các chất bẩn đó hòa tan vào dung môi theo quy luật phân bố, tách dung môi ra khỏi nước thì nước thải coi như được làm sạch

Thu hồi hoặc loại bỏ các chất hữu cơ có lẫn trong

- Chất thải dầu mỏ

- dung môi

- hóa chất bảo vệ thực vật, khử phenol bằng benzen…

Mục đích trích ly

- Cho dung môi vào trong nước thải và trộn đều cho tới khi đạt trạng thái cân bằng

- Tiếp đó cho qua bể lắng

Kỹ thuật trích ly

Phân loại:

1.Tháp trích ly với vòng tiếp xúc ( vòng đệm )2.Tháp trích ly kiểu vòi phun

3.Tháp trích ly với đĩa roto quay

4.Tháp trích ly kiểu rung

5.Tháp trích ly kiểu lắng – trộn

4 PHƯƠNG PHÁP TRAO ĐỔI ION

Trao đổi ion là một quá trình trong đó các ion trên bề mặt

của chất rắn trao đổi ion với ion có cùng điện tích trong cùng dung dịch khi tiếp xúc với nhau

Các chất có khả năng hút các ion dương gọi là cationit

Các chất có khả năng hút các ion âm gọi là anionit

Các chất trao đổi cả ion dương và ion âm gọi là ionit lưỡng

tính

Ứng dụng để xử lý nước thải

- Khỏi các kim loại như Zn, Cu, Ni, Pb, Hg, Cd, Mn…

- Hợp chất của Asen, photpho, Xyanua và chất phóng xạ

- Tách muối trong xử lý nước cấp và nước thải

Cho phép thu hồi các kim loại có giá trị và đạt mức độ xử

lý cao

Mục đích trao đổi ion

Cơ sở quá trình trao đổi ion

- Di chuyển ion A -> bề mặt của lớp biên giới màng chất lỏng

- Khuyếch tán lớp ion qua lớp biên giới

- Chuyển ion đã qua biên giới phân pha và hạt nhựa trao đổi

- Khuyết tán ion A -> các nhóm chức năng trao đổi ion

- Phản ứng hóa học trao đổi ion A và B

- Khuyếch tán ion B -> biên giới phân pha

- Chuyển các ion B

- Khuyếch tán các ion B qua màng

- Khuếch tán ion B vào nhân dòng chất lỏng

Các chất trao đổi ion

-Các chất chứa nhôm silicat: Na20.Al2O3.nSiO2.mH2O

-Các chất florua apatit [Ca5(PO4)3]F và hdroxyt apatit

-Các chất có nguồn gốc từ các chất vô cơ tổng hợp gồm silicagel, permutit

- Các chất trao đổi ion hữu cơ tổng hợp là các nhựa có bềmặt riêng lớn

Nhựa trao đổi ion Purolite - Anh

- Purolite C-100 là hạt nhựa trao đổi cation hình cầu có năng suất cao

- Purolite C-100 tách được các ion tạo độ cứng của nước như Ca2+ , Mg2+ bằng cách thay thế chúng bằng ion Na+

5 XỬ LÝ BẰNG MÀNG

- Thẩm thấu là sự di chuyển tự phát của dung môi từ một

dung dịch loãng vào một dung dịch đậm đặc qua màng bán thấm

a) Thẩm thấu ngược

- Thẩm thấu ngược, sử dụng một áp lực đủ để đẩy ngược

dung môi ( nước) từ một dung dịch đậm đặc đến một dung dịch loãng

Cơ chế

- Nếu như chiều dày của lớp phân tử nước bị hấp phụ bằng hay lớn hơn nửa đường kính mao quản của màng thì dưới tác dụng của áp suất thì chỉ có nước sạch đi qua

Màng RO

Mục đích

Thiết bị lọc phân tử để loại bỏ :

- 99% tất cả các loại chất rắn hoà tan, các vi khuẩn, những phần tử nhỏ

- Đồng, chì, sắt, mangan, nitrate, asen, virus

- Những hạt có kích thước khoảng 0,001mm

-Khử các chất có khối lượng phân tử thấp và áp suất thẩm thấu cao

Hệ thống thẩm thấu ngược – Hydro pure

- Loại bỏ đến trên 98% lượng muối, khử trên 99% vi khuẩn, virus, pyrogen và các hợp chất hữu cơ

b) Siêu lọc

-Tách dung dịch có khối lượng phân tử bột và có áp suất thẩm thấu nhỏ ( vi khuẩn , tinh bột, đất sét… )

-Kích thước lỗ lọc: 0,1 – 0,005 µm

Sơ đồ kết hợp siêu lọc và thẩm thấu ngược

Ứng dụng của thẩm thấu ngược và siêu lọc

- Khử muối, làm ngọt nước biển và nước lợ, xử lý nước cấp cho nồi hơi và tháp làm mát

- Sản xuất nước siêu sạch, chế biến dược phẩm, tách muối khỏi sữa và phomát, tinh chế nước hoa quả, vv

- Công nghệ màng còn được ứng dụng trong xử lý nước thải: tách nước khỏi bùn hoạt tính trong bể Aeroten (thay cho bểlắng đợt 2), xử lý bậc 3 để tái sử dụng lại nước thải vv

c) Thẩm tách và điện thẩm tách

- Thẩm tách là quá trình phân tách các chất rắn bằng sử dụng khuyếch tán không bằng nhau qua màng

Nguyên lý

6 PHƯƠNG PHÁP LÀM THOÁNG

- Khi thổi không khí hoặc một loại khí trơ nào đó vào nước thải chứa các chất bẩn hòa tan dễ bay hơi, thì hơi của chất bẩn đó khuếch tán vào bọt không khí

- Tốc độ và hiệu suất khử chất bẩn bay hơi trong nước thải:+ Nhiệt độ, mức độ phân tán không khí

+ Cường độ làm thoáng

+ pH

Tháp với vật liệu tiếp xúc

Thổi không khí nén vào lớp nước

Tháp chân không

7 PHƯƠNG PHÁP CHƯNG BAY HƠI

-Khi chất hữu cơ dễ bay hơi cùng với nước tạo thành hỗn hợp đẳng sôi , tách các chất đó cùng bay hơi theo hơi nước

8 PHƯƠNG PHÁP OXY HÓA KHỬ

S2-  S  S10O62-  S2O32-  SO32-  SO4

2-Oxy hóa lưu huỳnh từ -2 đến -6

H2AsO2 + MnO2 + H2SO4 = H2AsO4 + MnSO4 + H2O

-Tiến hành bằng cách lọc nước thải qua lớp vật liệu MnO2-Hoặc buộc khuấy trộn nước thải với vật liệu MnO2

d) Oxy hóa bằng pyroluzit

Oxy hóa As3+ đến As5+ theo phản ứng sau:

Chế độ oxy hóa tối ưu

-Lượng MnO2 tiêu tốn bằng 4 lần so với lượng tính toán

- Độ axit của nước là 30-40g/l

-Nhiệt độ của nước là 70 – 80 0C

- Ôzôn (O3) là một dạng thù hình của ôxy, trong phân tửcủa nó chứa ba nguyên tử oxy thay vì hai như thông thường.

- Phân hủy thành oxy theo phản ứng:

2O3  3O2

e) Ozon hóa

- Khử tạp chất nhiễm bẩn

- Khử màu

- Khử mùi, khử các vị lạ có trong nước

Làm sạch nước thải khỏi phenol, sản xuất dầu mỏ, H2S, các hợp chất asen, các chất hoạt động bề mặt, xyanua, chất nhuộm

-Mục đích phương pháp ozon hóa

Tạo ozon bằng tia cực tím ( UV )

Cấu tạo

Một phản ứng hóa học xảy ra khi có dòng điện 1 chiều chạy qua

-Oxy hóa của anot và khử của catot

- Đông tụ điện

- Tuyển nổi bằng điện

f) Phương pháp điện hóa

Quá trình điện hóa