báo cáo xử lý nước bằng phương pháp keo tụ

III.PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ TẠO BÔNG - Quá trình tạo bông : tiếp xúc /kết dính giữa các hạt keo đã bị phá bền.. + Tiếp xúc do quá trình chuyển động của lưu chất được thực hiện bằng cách khuấ

XỬ LÍ NƯỚC BẰNG PHƯƠNG PHẤP KEO TỤ

NHÓM 1

Giáo viên hướng dẫn:

Nguyễn Thị Anh Thư

Thành viên nhóm:

– Trần Thị Thanh Ngọc – Võ Thành Nhân

– Đỗ Nhật Trường – Lê Tuấn Sang – Đỗ Thị Thuỳ Lin

I. KHÁI NiỆM

II. CẤU TẠO VÀ TÍNH CHẤT

III. PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ TẠO BÔNG

IV. ỨNG DỤNG

V. TÀI LiỆU THAM KHẢO

I KHÁI NiỆM

a Hạt keo và hệ keo

- Hạt keo

+ Các hạt có kích thước lớn hơn phân tử và ion

nhưng không đủ lớn để có thể quan sát được bằng kính hiển vi quang học được gọi là các hạt keo

I KHÁI NiỆM

+ Hạt keo là một hệ phức tạp tạo nên bởi một số lượng lớn khoảng từ 103 đến 105 nguyên tử,

có khối lượng khoảng 104-109 đvC Các phần

tử này được phân tán trong một môi trường phân tán

- Hệ keo

+ Một hệ keo luôn luôn bao gồm các hạt keo gọi

là chất phân tán và một chất làm môi trường phân tán

I KHÁI NiỆM

b Phân loại hệ keo:

Dựa vào hình dạng của hạt keo: dạng không gian 3 chiều giống như quả bóng, dạng không gian hai chiều giống như tấm phim, dạng không gian một chiều như sợi chỉ…

II CẤU TẠO VÀ TÍNH CHẤT

a Cấu tạo

 Nhân keo: là tinh thể ion rất nhỏ, hoặc một

nhóm phân tử, hoặc chỉ có thể là một phân tử kích thước lớn

 Lớp ion tạo thế: lớp ion hấp phụ trên nhân

keo

 Lớp ion hấp phụ: lớp ion nghịch và lớp ion

khuếch tán

II CẤU TẠO VÀ TÍNH CHẤT

b Tính chất của hệ keo

 Tính chất quang học của hệ phân tán: Sự phân tán ánh sáng của hệ keo.Sự hấp thụ ánh sáng của hệ keo

 Chất động học theo phân tử của hệ keo: Chuyển động Brown Sự khuyếch tán trong dung dịch keo

II CẤU TẠO VÀ TÍNH CHẤT

• Quá trình keo tụ tạo bông gồm 2 quá trình chính:

- Quá trình keo tụ : dựa trên cơ chế phá bền hạt keo.

III.PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ

TẠO BÔNG

- Quá trình tạo bông : tiếp xúc /kết dính giữa các hạt keo

đã bị phá bền Cơ chế tiếp xúc giữa các hạt này bao gồm:

+ Tiếp xúc do chuyển động nhiệt ( chuyển động Brown) tạo thành các hạt có kích thước nhỏ

+ Tiếp xúc do quá trình chuyển động của lưu chất được thực hiện bằng cách khuấy trộn để tạo thành những bông cặn có kích thước lớn hơn.

+ Tiếp xúc do quá trình lắng của các hạt

III.PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ

TẠO BÔNG

Theo thành phần cấu tạo người ta chia ra 2 loại keo:

1. Keo kỵ nước (hydropholic) là loại chống lại

các phân tử nước như vàng, bạc, silic …

2. Keo háo nước (hydrophilic) là loại hấp thụ

các phân tử nước như vi khuẩn, virus, lòng trắng trứng … Trong đó keo kỵ nước đóng vai trò chủ yếu trong công nghệ xử lý nước và nước thải

III.PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ

TẠO BÔNG

Trong nước có O2 tạo thành Fe(OH)3

pH thích hợp là 8 – 9 => cú kết hợp với vôi thì keo tụ tốt hơn

Phốn FeSO4 kỹ thuật chứa 47-53% FeSO4

b Phèn Fe (III):

Fe3+ + 3H2O ↔ Fe(OH)3 + 3H+

Phản ứng xảy ra khi pH > 3.5

Hình thành lắng nhanh khi pH =5.5 - 6.5

Keo sắt vẫn lắng khi nước có ít huyền phù

Lượng phèn FeCl3 dựng = 1/3 –1/2 phèn nhôm

Phèn sắt ăn mòn đường ống

III.PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ

TẠO BÔNG

Trong xử lý nước thải, sử dụng hỗn hợp muối nhôm và muối sắt với tỷ lệ từ 1:1 đến 1:2 thì kết quả đông tụ tốt hơn là sử dụng riêng lẻ

Me(OH) 2+ + HOH ↔ Me(OH)+ + H+

Me(OH)+ + HOH ↔ Me(OH)3 + H+

Me3++ HOH ↔ Me(OH)3 + 3H+

III.PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ

TẠO BÔNG

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân:

Độ pH của nước ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình thuỷ phân:

pH > 4.5 : không xảy ra quá trình thuỷ phân

pH = 5.5 – 7.5 : đạt tốt nhất

pH > 7.5 : hiệu quả keo tụ không tốt

• Trong điều kiện kiềm hóa:

2FeCl3 + 3Ca(OH)2 → 2Fe(OH)3 + 3CaCl2

FeSO4 + 3Ca(OH)2 → Fe(OH)3 + 3CaSO4

III.PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ

TẠO BÔNG

Quá trình kết tủa thường gặp trong xử lý nước là kết tủa carbonate canxi và hydroxyd kim loại Ví dụ như ứng dụng quá trình kết tủa làm mềm nước theo các phương pháp sau:

• + Sử dụng vôi:

Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 → CaCO3  + 2H2O

• + Sử dung natri carbonat:

Na2CO3 + CaCl2→ 2NaCl + CaCO3 

• + Sử dụng xút :

2NaOH + Ca(HCO3)2 → Na2CO3 + Ca CO3 + 2H2O

Quá trình tạo bông cặn có thể đơn

giản hoá trong hình dưới đây

III.PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ

TẠO BÔNG

Tăng cường quá trình keo tụ bằng các hợp chất cao phân tử: ( Chất trợ đông tụ Flocculant) Các chất cao phân tử tan trong nước có cấu tạo mạch dài, phân tử lượng từ 10- 10g/mol và đường kính dung dịch trong phân tử khoảng 0.1-1 µm

III.PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ

TẠO BÔNG

- Sử dụng cùng với phèn nhôm hay sắt làm hạ thấp liều lượng phèn sử dụng, giảm thời gian quá trình đông tụ, nâng cao tốc độ lắng bông keo, làm tăng sự bền vững của hạt bông keo trong quá trình hoà trộn và lắng cặn

- Chất trợ đông tụ có nguồn gốc thiên nhiên thường dùng là tinh bột, dextrin , các ete, cellulose và dioxide silic hoạt tính (x)

III.PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ

TẠO BÔNG

- Chất trợ đông tụ tổng hợp thường dùng là polyacrylamit: Tuỳ thuộc vào nhóm ion khi phân ly mà các chất trợ đông tụ có ion dương hoặc âm: polyacrylic acid hoặc polydiallyldimetyl-amon

- Liều lượng chất keo tụ tối ưu sử dụng trong thực tế được xác định bằng thí nghiệm Jartest

III.PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ

TẠO BÔNG

• Nhược điểm là không bảo quản được lâu, đặc biệt khi đã hoà tan trong nước, công nghệ sản xuất tốn kém, giá thành cao

III.PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ

TẠO BÔNG

I Bể hoà trộn phèn: lắng cặn, hoà tan phèn cục Dùng khí nén hoặc cánh khuấy hoà tan phèn Cấu tạo bể pha phèn hạt với cánh khuấy thẳng”

II Bể tiêu thụ: pha loãng phèn về nồng độ phèn

4 –10% Dùng không khí nén hoặc máy khuấy, cường độ sục 3 –5 l/s.m2

III.PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ

TẠO BÔNG

III Thiết bị định lượng phèn: điều chỉnh tự động lượng phèn cần thiết đưa vào nước cần xử lý Thường dùng thiết bị phao Khavanshi

IV Thiết bị hòa trộn chất phản ứng: dùng để trộn dung dịch chất đông tụ với nước thải có thể bằng máy trộn thủy lực và cơ khí

III.PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ

TẠO BÔNG

THIẾT BỊ KEO TỤ TẠO BÔNG

V Bể phản ứng tạo bông kết tủa: sau khi trộn với tác chất, nước thải được đưa vào bể tạo bông Sự tạo bông diễn ra chậm sau 10-30 phút

III.PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ

TẠO BÔNG

Có các loại bể như sau:

1 Bể phản ứng xoáy: hình trụ hoặc hình phễu

2 Bể phản ứng kiểu vách ngăn: dùng các vách ngăn để tạo ra sự đổi chiều liên tục của dòng nước

3 Bể phản ứng cơ khí: bể được chia thành nhiều ngăn, mỗi ngăn có bộ cánh khuấy riêng bịêt

III.PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ

TẠO BÔNG

VI Bể lắng trong: Sau khi quá trình keo tụ tạo bông đã xảy ra trong bể phản ứng, các hạt lơ lửng sẽ kết dính trên bông, lắng xuống đáy và được lấy ra khỏi thiết bị Nước sạch chảy qua các lỗ vào máng thu nước

IV Ứng Dụng

• Nhằm loại bỏ các hạt chất rắn khó lắng hay cải thiện hiệu suất lắng của bể lắng

• Khử màu

• Giảm lượng cặn lơ lửng

• Hiệu quả cao và ổn định

• Có thể thu hồi các chất có giá trị

V Tài liệu tham khảo