CHƯƠNG 10. XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA LÝ

Các hạt bông sau đó được loại khỏi nước bằng lắng, lọc hoặc tuyển nổi.. „ Quá trình keo tụ yêu cầu khuấy trộn nhanh thường từ 1-3 phút „ Dùng dư chất keo tụ sẽ tích điện hạt keo trở lại

„ Trao đổi ion

„ Siêu lọc & thẩm thấu ngược

„ Điện hóa

Thường là ở công trình xử lý chính hoặc xử lý bậc cao

2

Keo tụ & tạo bông

„ Loại bỏ hạt keo có kích thước 0.01 – 100m và các chất hữu cơ hòa tan

™ K t Là á t ì h thê hó hất ( hất k t ) hằ t hò điệ tí h

™ Keo tụ: Là quá trình thêm hóa chất (chất keo tụ) nhằm trung hòa điện tích

âm vốn có của các hạt keo, giúp cho các hạt keo tiếp xúc và kết tụ thành bông có kích thước & tỷ trọng lớn hơn Các hạt bông sau đó được loại

khỏi nước bằng lắng, lọc hoặc tuyển nổi.

„ Quá trình keo tụ yêu cầu khuấy trộn nhanh thường từ 1-3 phút

„ Dùng dư chất keo tụ sẽ tích điện hạt keo trở lại và hạn chế quá trình kết tụ

„ Dùng dư chất keo tụ sẽ tích điện hạt keo trở lại và hạn chế quá trình kết tụ

™ Tạo bông (trợ keo tụ): thêm hợp chất cao phân tử làm cầu nối giữa các hạt keo tụ.

„ Quá trình tạo bông yêu cầu khuấy nhẹ từ từ: tạo tiếp xúc nhưng tránh làm phá vỡ các bông tụ.

„ Quá trình này xảy ra từ 15ph đến 1h tùy theo tính chất nước thải

„ Quá trình này xảy ra từ 15ph đến 1h tùy theo tính chất nước thải

„ Dùng dư polymer sẽ khó khăn cho quá trình lắng

3

Coagulation & flocculation

4

Thí nghiệm jar test

„ Dùng để xác định liều lượng chất keo tụ và các điều kiện tối ưu (pH, thời gian)

5

Chất keo tụ (Coagulants)

Chất keo tụ vô cơ: phèn nhôm, phèn sắt

„ Aluminium Sulphate => rẻ tiền, độ hòa tan cao, pHopt 5-7.5

„ Aluminium Hydroxide Chloride Al2(OH)5Cl , Polyaluminium chloride (PAC)

„ Sodium Aluminate Na2Al2O4 =>pHopt 9,3-9,8

„ Fe22(SO ( 44) )33.2H22O, FeCl , 33

6

Chất keo tụ (Coagulants)

‰ So với phèn nhôm muối sắt có ưu thế là vùng pH tối ưu rộng hơn, từ 5 đến 9,bông cặn bền hơn và nặng hơn nên lắng tốt hơn.

‰ Hydroxyde sắt có thể được tạo thành ở pH thấp 4 Hydroxyde sắt không

bị tái hòa tan ở pH cao

‰ Khử màu nước đồng thời với loại sắt và Mn hoặc làm mềm nước trong

điều kiện pH cao

‰ Hydroxyde sắt dễ khử nước hơn

‰ Hydroxyde sắt dễ khử nước hơn

‰ Tuy nhiên phèn sắt là pH giảm nhanh hơn nhôm

‰ Muối sắt clorua dễ hòa tan hơn sắt sulfate nhưng tính ăn mòn cao hơn

7

PAA

8

Chất trợ keo tụ

‰Acid –base để điều chỉnh pH Acid thường dùng: sulfuric and phosphoric acid Base

thường dùng: vôi và sô da

‰Cationic polyelectrolytes: có thể dùng là chất keo tụ hoặc trợ keo tụ => sludges

produced are dense and easy to dewater for subsequent treatment and disposal

‰Anionic and nonionic polyelectrolytes : sử dụng kết hợp với chất keo tụ =>

tạo bông=> tougher and good settling flocs

‰Activated silica and clays: a stable negative sol This sol unites with the positively

charged primary-metal coagulant to produce tougher, denser, and faster settling flocs

‰Bentonite is a type of clay used as a weighting agent in water high in color and low

in turbidity and mineral content

‰Lime is a coagulant aid used to increase the alkalinity of the water The increase in alkalinity results in an increase in ions (electrically charged particles) in the water,

some of which are positively charged These positively charged particles attract the colloidal particles in the water, forming floc

9

„ certain colloidal clays (such as bentonite),

„ certain metallic hydroxides with a polymeric structure (alum, ferric hydroxide)

NATURAL FLOCCULANTS

„ They are water soluble anionic, cationic or nonionic polymers

„ the starch derivatives: mostly pregelatinized hence water-soluble They are corn

or potato-starches They can be natural starches, anionic oxidized starches or amine treated cationic starches The use of this class of products has decreased

in water treatment but remains important in the paper industry

„ the polysaccharides: usually guar gums and mostly used in acid medium

„ the alginates: anionic and used in potable water treatment 10

Polyacrylamides have the highest molecular weight among the synthesized industrial

Polyacrylamides have the highest molecular weight among the synthesized industrial

chemicals in the range of 10-20 millions

Other polymers display specific properties and are used under specific conditions

„ They are mostly: imines, Polyamides-amines , Polyamines , oxide, Sulfonated compounds

Polyethylene-„ Dosage: 0.4-1g/m3

11

minimum amount of sludge

Factors Influencing Coagulation

‰ pH: tùy thuộc tính chất nước thải Alum = 5.32, ferrous = 11.95, and ferric = 8.2 đối với thí nghiệm khi chất rắn hòa tan trong mẫu là 140mg /l ở 250C

Chitosan-biocoagulants g

(đọc thêm)

Using common/traditional chemical substances may have several environmental consequences (i) an increase in metal concentration in water (which may have q ( ) ( yhuman health implications); (ii) production of large volumes of (toxic) sludge; (iii) dispersion of acrylamide oligomers which may also be a health hazard

⇒Alternative coagulants and flocculants have been considered for

environmental applications Biopolymers may be of great interest since they are

natural low-cost products, characterized by their environmentally

f i dl b h i h b l h b d d

friendly behaviour Among these biopolymers, chitosan may be considered as

one of the most promising coagulation/flocculation materials

™ Chit h th h i h i l h t i ti f b th

™ Chitosan has the physico-chemical characteristics of both

coagulants and flocculants, i.e., high cationic charge density and long polymer chains, leading to bridging of aggregates and precipitation

15

Chitosan-biocoagula

nts

16

Chitosan-biocoagula

nts

17

Bể trộn

19

Bể tạo bông

20

Bể tạo bông vách ngăn

21

Bể tạo bông cơ khí

22

Thời gian lưu quá trình keo g q tụ

Best floc size 0.1 to 3 mm

23

Tuyển nổi

„ Tạo ra bọt khí để ''thu hút'' được dầu/chất rắn lơ lửng thành hỗn hộp có tỷ trọng thấp nổi trên bề mặt nước sau đó gom bọt lại để lấy dầu/chất rắn lơ lửng đó.

24

Tuyển nổi

„ Tuyển nổi áp lực - Dissolved-Air Flotation (DAF): đưa khí vào

dòng lỏng đã được nén

„ Tuyển nổi cơ học -Air flotation: Aeration at atmospheric pressure

„ Tuyển nổi chân không -Vacuum flotation: Bão hòa khí trong nước

ở áp suất thường, sau đó hút chân không chất lỏng

(1) Trực tiếp trên bể sục khí

(1) Trực tiếp trên bể sục khí

(2) Đưa không khí vào ống hút của bơm

25

Tuyển nổi áp lực

Dissolved air flotation is very

Dissolved air flotation is very

widely used in treating the

industrial wastewater effluents

from oil refineries,

from oil refineries,

petrochemical and chemical

plants, natural gas processing

plants, paper mills, general

water treatment and similar

industrial facilities

26

Dissolved-Air Flotation (DAF)

27

Dissolved-Air Flotation (DAF)

28

Bể tuyển nổi tròn

29

Tuyển nổi điện

thành phần hoá học và tính chất của nước, trạng thái các chất không tan do có các

30

thành phần hoá học và tính chất của nước, trạng thái các chất không tan do có các quá trình điện ly, phân cực, điện chuyển và oxy hoá khử xãy ra

Tuyển nổi điện