Phương pháp keo tụ tủa bông

NỘI DUNG CHÍNHKEO TỤ COAGULATION- TỦA BÔNG FLOCULATION CƠ CHẾ CỦA QUÁ TRÌNH KEO TỤ-TỦA BÔNG CÁC TÁC NHÂN GÂY KEO TỤ-TỦA BÔNG... KEO TỤ COAGULATION- TỦA BÔNG FLOCULATION Quá trình keo tụ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

KHOA MÔI TRƯỜNG

PHƯƠNG PHÁP KEO-TỤ TỦA BÔNG

Thực hiện

Đỗ Thị Cẩm Vân

Lớp cao học K15 MT Giáo viên hướng dẫn:

TS Nguyễn Thị Hà

NỘI DUNG CHÍNH

KEO TỤ (COAGULATION)- TỦA BÔNG (FLOCULATION)

CƠ CHẾ CỦA QUÁ TRÌNH KEO TỤ-TỦA BÔNG

CÁC TÁC NHÂN GÂY KEO TỤ-TỦA BÔNG

KEO TỤ (COAGULATION)- TỦA BÔNG (FLOCULATION)

Quá trình keo tụ và tủa bông:

 Các hạt keo lơ lửng trong nước thải bền vững do các điện tích trái dấu trên bề mặt, làm cho các hạt keo đẩy nhau

 Hai quá trình đan xen với nhau trong quá trình phản ứng, hoán đổi cho nhau, trên thực tế chúng là các quá trình tách biệt Giai đoạn đầu thì keo tụ là chiếm ưu thế, nó tạo ra các flocs có khối lương lớn hơn phục vụ cho quá trình tủa

bông.

 Các hóa chất được trộn lẫn vào với nước thải để đẩy mạnh quá trình tập hợp các chất rắn lơ lửng

 Keo tụ tủa bông có thể là giai đoạn tiền xử lý đối với quá trình trao đổi ion, lọc

Keo tụ (coagulation)

của các hạt keo nhằm làm giảm điện tích của các hạt keo (thế zeta)

hơn (flocs)

trộn nhanh

liều vì nó có thể dẫn đến đổi dấu điện tích các hạt

keo, làm cho các hệ keo tái bền vững trở lại

KEO TỤ (COAGULATION)- TỦA BÔNG (FLOCULATION)

Tủa bông (floculation)

 Các vật liệu polime nhằm cho vào tạo ra các cầu nối cho các hạt bông (flocs)

 Cầu nối được hình thành khi các đoạn của chuỗi polime

bám dính vào các phân tử chất keo

 Bản chất: các tác nhân bông tụ đưa vào dung dịch từ từ

và nhẹ nhàng cho phép chúng tiếp xúc với hạt flocs nhỏ

tạo thành các hạt lớn hơn dễ lắng đọng

 Chất tủa bông âm phản ứng chống lại các phần tử chất

keo mang điện tích trái dấu gây ra sự mất bền vững hoặc bởi cầu nối hoặc bởi trung hòa các điện tích

KEO TỤ (COAGULATION)- TỦA BÔNG (FLOCULATION)

Giải thích:

dung dịch một lượng nhỏ (1-10 ppm) các muối kim loại

đa hóa trị có tính thủy phân như: Al2(SO4)3, FeCl3 hoặc

(50-100ppm) xảy ra hiện tượng keo tụ, các hạt keo tập hợp

lại thành chùm.

Cơ chế khác:

chùm hạt, hiện tượng kết tách cũng xảy ra nhưng theo

kiểu “bắc cầu qua phân tử polyme”

CƠ CHẾ CỦA QUÁ TRÌNH KEO TỤ-TỦA BÔNG

Ba quá trình keo tụ

Hạt lơ lửng tiếp xúc với phân tử polyme tạo thành khối các hạt

Hạt lơ lửng không tan tiếp xúc các hạt polyme tạo thành chuỗi hạt

Các hạt tiếp xúc với nhau theo một chuỗi hỗn tạp, không quy tắc

CƠ CHẾ CỦA QUÁ TRÌNH KEO TỤ-TỦA BÔNG

 Lượng polyme sử dụng phải tối ưu, khi lượng polyme là quá dư, hạt keo lơ lửng lại tái bền và làm cho nước vẫn đục Giải thích như sau:

- Pứ 1: (lượng polime tối ưu): hấp phụ sơ cấp, một hạt hoặc chùm hạt

lơ lửng liên kết với một phân tử polyme

- Pứ 2: kết bông xảy ra sau pứ 1, liên kết bền giữa các hạt vẫn còn

điện tích

- Pứ 3: (hấp phụ thứ cấp) không xảy ra kết bông, khi lượng polyme

không đủ, các hạt vẫn còn điện tích và các phần tử điện tích trái dấu gần nhau tự kết hợp để trở thành hạt tái ổn định

- Pứ 4: (lượng polyme quá dư) không kết bông, một hạt hoặc chùm hạt liên kết với nhiều ptử polyme Kết bông trở lên kém, và sau quá trình

xử lý tạo ra nhiều sản phẩm phụ không mong muốn

- Pứ 5: vỡ bông do lực cơ học tác động quá mạnh làm phá vỡ trạng

CƠ CHẾ CỦA QUÁ TRÌNH KEO TỤ-TỦA BÔNG

TÁC NHÂN GÂY KEO TỤ-TỦA BÔNG

Các tác nhân gây keo tụ thông thường

Tên gọi Công thức Khối lượng TB pH ở 1%

Sắt (III) sunfat Fe2(SO4)3.3H2O 51,5 3-4 Sắt (II) sunfat FeSO4.7H2O 139 3-4

Phải không độc, rẻ, không tan trong khoảng pH trung tính và không để lại

một lượng kim loại cao sau khi xử lý

Chứa iôn Mn+ là hạt nhân gắn kết Sau đây là các giai đoạn của quá trình thủy phân các chất đông tụ và tạo thành các bông keo:

TÁC NHÂN GÂY KEO TỤ-TỦA BÔNG

Đặc điểm chung tác nhân gây keo tụ

Me3+ + HOH ↔ Me(OH)2+ + H+

Me(OH)2+ + HOH ↔ Me(OH)2+ + H+

Me(OH)2+ + HOH ↔ Me(OH)3 + H+

Me3+ + 3HOH ↔ Me(OH)3 + 3H+

 Dùng phèn loại bỏ photphat trong nước thải:

 Dùng vôi loại bicabonat, cacbonat, photphat, magie:

 Dùng sắt Clorua để tạo thành photphat.

 Các chất keo tụ khác dạng hữu cơ (better coagulant) như:

+ PASS (Polyaluminum Silicate Sulphate).

+ PSE (poly ferric sulphate) + PPAC (polyaluminum hydoxyl cloride) + Tác nhân keo tụ chứa nhôm và sắt như PAFS (poly alumino ferric sutphate) và các ferral.

Chất trợ keo tụ/tủa bông

TÁC NHÂN GÂY KEO TỤ-TỦA BÔNG

 Chất trợ keo tụ thường gặp: PAM (poly acrylamide), DADMAC (Diallydimethy Ammonium Chloride), PA…

 Được thêm vào nhằm đẩy mạnh quá trình keo tụ- tủa bông.

 Đặc điểm của các chất trợ keo tụ:

+ Là những loại polime hữu cơ tổng hợp, phân nhánh, KLPT lớn + Có chức năng như cầu nối các hạt

+ Có thể phân cực hoặc không phân cực

+ Có thể tham gia phản ứng trung hòa hoặc không

 Các chất trợ keo là polime phân cực, chứa nhiều nhóm OH-, -COOH, -NH2, -SO3… vai trò trung tâm tích điện, tạo cầu nối giữa các hạt và

có thể tham gia pứhh, trung hòa điện tích hạt keo

 Khi chúng đảm nhiệm đồng thời hai nhiệm vụ trên thì chúng có vai trò vừa là tác nhân keo tụ- tủa bông, vừa là chất trợ keo tụ- tủa bông

TÁC NHÂN GÂY KEO TỤ-TỦA BÔNG

TÁC NHÂN GÂY KEO TỤ-TỦA BÔNG

TÁC NHÂN GÂY KEO TỤ-TỦA BÔNG

Em xin chân thành cảm ơn!