Top 6 # Xử Lý Nước Thải Bằng Phương Pháp Oxi Hóa Khử Xem Nhiều Nhất, Mới Nhất 1/2023 # Top Trend | Sansangdethanhcong.com

Xử Lý Nước Thải Bằng Phương Pháp Oxi Hóa Khử

Nhà máy xử lý nước thải bằng phương pháp oxi hóa khử

Nguyên lý hoạt động khi xử lý nước thải bằng phương pháp oxi hóa khử

Trong phản ứng hóa học thì phản ứng oxi hóa khử là một phản ứng cho và nhận các electron. Sự khử là sự phản ngược lại với sự oxi hóa và oxi hóa khử chính là hai quá trình trong một phản ứng. Nếu như có một chất oxi hóa thì chất khác còn lại sẽ là chất khử. Một chất nếu như có khả năng làm mất các electron của chất khác càng mạnh thì khả năng oxi hóa của nó càng cao.

Một trong các tác nhân chính để được sử dụng oxy hóa là những chất sau : O3, Cl2, HCLO, CA(CLO)2, NaCLO, CaCL2.2H2O, v.v.

Ví dụ phản ứng hóa học về việc xử lý bằng oxi hóa là phản ứng oxi hóa xyanua

Để làm cho loại chất độc xyanua này thành không độc và để nó phân hủy thành khí CO2 với khí nitơ, người ta đã thực hiện việc oxi hóa với O3, CL2… Phản ứng oxi hóa của xyanua với Cl2 được biểu diễn như sau:

Phản ứng bậc một của phương trình khi chuyển NaCN vào NaOCN là nhờ Cl2, đây là một chất có lượng độc tính nhỏ ( chỉ 1/1000 của NaCN). Phản ứng này sẽ kết thúc trong vòng từ 5 – 10 phút và ở tại pH = 10,5. Phản ứng bậc hai sẽ phân hủy hợp chất NaOCN thành CO2 và N2. Độ pH phù hợp sẽ là 7 – 8 và thời gian phản ứng của nó sẽ là 30 phút.

Xử lý của oxi hóa trên được gọi là “phương pháp Cl2 kiềm” và sẽ thường được sử dụng trong khi xử lý chất xyanua.

Điện hóa là một cách trong xử lý nước thải

Các tác nhân khử được sau đây để sử dụng là ion sắt, H2SO4, FeSO4, SO2, NaHSO3, v..v.

Ví dụ về một việc khi xử lý nước thải bằng cách dùng phản ứng khử là ít với phản ứng khử crom có hóa trị VI là một phản ứng tiêu biểu.

Không giống với các kim loại khác thì crom (VI) sẽ không tạo ra các hidroxit để kết tủa như được thể hiện trong phương trình sau, thậm chí khi cả ở trong điều kiện kiềm:

(có màu da cam đỏ) (có màu vàng )

Ion dicromat nếu như ở trong điều kiện kiềm để trở thành ion cromat thì sẽ là một chất ổn định, sẽ không kết tủa và nếu trong điều kiện axit nó sẽ trở lại thành ion dicromat. Do vậy, ion crom (VI) sẽ được khử bằng ion sắt (II),…và trở thành ion crom (III), sau đó được thêm vào là chất bazơ để tạo thành hợp chất hidroxit kết tủa và sẽ được tách ra. Ví dụ của phản ứng này được trình diễn như sau:

2H2CrO4 + 6H2SO4 + 6FeSO4 = 3Cr2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + 8H2O

6NaOH + Cr2(SO4)3 = 3Na2SO4 + 2Cr(OH)3

Cách xử lý nước thải bằng phương pháp oxi hóa khử

Xử lý nước thải bằng phương pháp oxi hóa khử

Phụ thuộc vào những thành phần bản chất của nguồn bị ô nhiễm thì các tạp chất bị nhiễm bẩn có các tính chất khác nhau và thành phần hóa học khác nhau. Có các loại là tạp chất tan, có chất không tan, việc mà để xử lý nước thải sinh hoạt chính là để loại bỏ đi các tạp chất đó, làm sạch nước lại và có thể đưa loại nước đã làm sạch này vào nguồn tiếp nhận hoặc có thể đưa vào tái sử dụng lại được. Việc lựa chọn một phương pháp xử lý phù hợp thường được căn cứ ở trên đặc điểm của những loại tạp chất mà nó có trong nước thải: các thành phần tính chất, những nguồn gây ô nhiễm để có những phương pháp xử lý riêng.

Có rất nhiều phương pháp khác nhau trong việc xử lý nguồn nước thải thì trong đó đã có sử dụng phương pháp hóa học vào cho việc xử lý nước thải sinh hoạt. Đây đang là một biện pháp tối ưu nhất trong việc bảo vệ môi trường nước. Phương pháp xử lý hóa học mà thường được dùng trong hệ thống xử lý các nguồn nước thải sinh hoạt gồm có: trung hòa, tạo kết tủa, oxi hóa khử hoặc phản ứng phân hủy của các hợp chất độc hại có trong phản ứng. Trong đó việc mà xử lý nước thải bằng phương pháp oxi hóa khử sẽ làm giảm được sự ô nhiễm nguồn nước:

– Muốn làm sạch nước thải thì chúng ta có thể sử dụng các chất oxi hóa hay hợp chất như chất Clo ở dạng khí và hóa lỏng, clorat canxi, dioxit clo, pemanganat kali, ozon, oxi không khí, …

Chất Clo và các chất có chứa cả clo hoạt tính là một chất oxi hóa mang lại hiệu quả và được sử dụng rộng rãi, phổ biến nhất. Chúng sẽ được sử dụng khi để tách H2S, hidrosunfit và các hợp chất có chứa metyl sunfit, xyanua, phenol ra khỏi nguồn nước thải. Sau khi đã quá trình oxi hóa clo các hóa chất độc hại bị ô nhiễm đã được tách riêng ra khỏi nước thải thì quá trình này sẽ được diễn ra theo phản ứng giữa chất clo và nước thải.

Như vậy thì trong tại quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp oxi hóa khử thực chất chính là sử dụng những chất hóa học phù hợp cho tác dụng với những chất bẩn hay tạp chất mà nó có trong nước thải để tạo thành một hợp chất hòa tan có ít độc hoặc không độc đối với môi trường hay tạo ra những chất lắng đọng để dễ dàng xử lý.

Hệ thống xử lý nước thải bằng phương pháp oxi hóa khử

Tags: Xử lý nước thải bằng phương pháp oxi hóa khử, Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý, Xử lý nước thải bằng phương pháp điện hóa, Xử lý photpho trong nước thải bằng phương pháp hóa học, Xử lý nitơ trong nước thải bằng phương pháp hóa học, Phương pháp clo hóa nước, Bể oxy hóa, Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học

Hệ Thống Xử Lý Nước Thải Bằng Phương Pháp Oxi Hóa Khử

Quy trình xử lý nước thải sẽ khác nhau tùy thuộc vào từng loại nước thải, nhưng một hệ thống xử lý nước thải điển hình sẽ bao gồm các công đoạn như sau:

Trung Hòa

Một số loại nước thải có pH không ổn định (có thể thấp hoặc cao) nên cần trung hòa trước khi đưa vào các công đoạn xử lý khác. Tùy thuộc vào tính chất nước thải mà hóa chất NaOH hoặc H2SO4 được thêm vào. Thiết bị điều khiển và bơm định lượng được lắp đặt vào để điều chỉnh pH nước thải về giá trị thích hợp. Khoảng pH=6.5-8 để tạo điều kiện tối ưu cho các quá trình xử lý phía sau.

Keo tụ

Keo tụ là quá trình các hóa chất khác nhau được cho vào để loại bỏ phần lớn chất rắn lơ lửng và tạp chất ô nhiễm. Quá trình này bắt đầu bằng việc hòa trộn hỗn hợp các chất phản ứng. Thường thì sẽ có 1 hoặc 2 chất phản ứng hóa học cụ thể để loại bỏ tất cả hạt mịn hơn trong nước, bằng cách kết hợp chúng với nhau thành các hạt nặng hơn để chìm xuống. Chất keo tụ phổ biến được dùng có gốc nhôm như phèn và polyaluminum clorua.

Tạo bông

Để tách các cặn nhỏ sinh ra ở quá trình keo tụ dễ dàng hơn và tiết kiệm thời gian lắng, dung dịch Polymer sẽ được thêm vào. Nhằm tạo ra các cầu nối để bắt giữ các bông cặn nhỏ, tạo thành các bông cặn lớn hơn, dễ tách loại ra khỏi nước.

Lắng

Nước thải sau quá trình tạo bông chứa nhiều bông bùn. Do vậy cần phải tách những bông bùn này ra khỏi nước bằng quá trình lắng trước khi qua quá trình xử lý tiếp theo. Cụ thể nước đưa vào ống phân phối, dưới tác dụng của trọng lực và tấm hướng dòng, các bông bùn lắng xuống đáy, nước trong di chuyển lên trên. Phần nước trong sẽ được thu gom qua hệ thống máng tràn sau đó chảy vào công đoạn xử lý tiếp. Phần bùn lắng sẽ được hút về khu xử lý bùn

Kỵ khí

Trong môi trường yếm khí (không có oxy), dưới tác dụng của vi sinh, các chất hữu cơ phức tạp sẽ chuyển hóa thành các chất đơn giản hơn hoặc chất hòa tan (như đường, các amino acid, acid béo). Tiếp theo, các vi khuẩn sẽ chuyển hóa các chất hòa tan này thành chất đơn giản như acid béo dễ bay hơi, alcohols, acid lactic, methanol, CO2, H2, NH3, H2S và sinh khối mới. Tiếp theo quá trình trên là giai đoạn Methane hoá, đây là giai đoạn cuối cùng của quá trình phân huỷ yếm khí các Acid acetic, H2, CO2, acid formic và methanol để chuyển hóa thành methane, CO2 và sinh khối mới quyết định đến hiệu quả xử lý của quá trình xử lý.

Điều kiện khi xử lý sinh học kỵ khí:

–        Tuyệt đối không có oxy;

–        Chất dinh dưỡng đủ và cân bằng;

–        Nhiệt độ thích hợp;

–        pH = 6.5 – 7.5;

–        Không có các hợp chất độc hại.

Hiếu Khí

Quá trình xử lý bằng vi sinh trong điều kiện cung cấp đủ oxy, áp dụng để xử lý các chất hữu cơ ô nhiễm thấp (COD. Cơ chế quá trình như sau:

Dưới sự cung cấp oxy không khí từ hệ thống máy thổi khí, các vi sinh hiếu khí sẽ sinh trưởng và phát triển sinh khối nhờ vào quá trình tiêu thụ các chất hữu cơ ô nhiễm. Lượng oxy hòa tan trong nước thải luôn được duy trì trong khoảng 2 – 4 mg/L nhằm đảm bảo cung cấp đủ lượng oxy cho vi sinh vật sống tiêu thụ chất hữu cơ trong nước thải. Tại đây, các chất hữu cơ ô nhiễm được vi sinh vật sử dụng làm nguồn thức ăn để tạo nên tế bào mới. Sản phẩm của quá trình này chủ yếu là CO2, H2O và sinh khối vi sinh vật. Các sản phẩm chứa Nitơ, Photpho và lưu huỳnh sẽ được vi sinh vật hiếu khí chuyển thành dạng NO3–, PO43-, SO42-và các sản phẩm này sẽ bị khử bởi các vi sinh vật thiếu khí.

Lọc

Bước kế tiếp trong quá trình xử lý là cho dòng nước chảy tràn qua bộ lọc để giữ lại các hạt cặn bẩn, mùi, giảm tối đa hàm lượng TSS trong nước.

Khử trùng

Mục đích của khử trùng nhằm loại bỏ các vi trùng, vi khuẩn… gây bệnh còn xót lại trong nước.

Quá trình tiêu diệt vi sinh vật xảy ra qua hai giai đoạn. Đầu tiên chất khử trùng khuyếch tán xuyên qua vỏ tế bào vi sinh. Sau đó phản ứng với men bên trong tế bào và phá hoại quá trình trao đổi chất dẫn đến sự diệt vong của tế bào vi sinh.

Phương Pháp Cân Bằng Oxi Hóa Khử

Phương pháp cân bằng pư oxi hóa khửNội dung 1: Số oxi hoá, cách tính số oxi hóa của nguyên tố trong một hợp chất hóa học – Số oxi hóa của nguyên tố trong phân tử là điện tích của nguyên tử nguyên tố đó trong phân tử, khi giả thiết rằng liên kết giữa các nguyên tử trong phân tử là liên kết ion. – Quy tắc tính số oxi hóa: ( Trong đơn chất, số oxi hóa nguyên tố bằng 0:. ( Tổng đại số số oxi hoá của các nguyên tử trong phân tử (trung hoà điện) bằng 0. ( Tổng đại số số oxi hoá của các nguyên tử trong một ion phức tạp bằng điện tích của ion đó. ( Khi tham gia hợp chất, số oxi hoá của một số nguyên tố có trị số không đổi: H là +1, O là -2 … – Chú ý: Dấu của số oxi hoá đặt trước con số, còn dấu của điện tích ion đặt sau con số (số oxi hóa Fe+3 ; Ion sắt (III) ghi: Fe3+ Nội dung 2: Các phương pháp cân bằng phản ứng oxi hoá khử Phương pháp 1: Phương pháp đại số – Nguyên tắc: Số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở hai vế phải bằng nhau. – Các bước cân bằng Đặt ẩn số là các hệ số hợp thức. Dùng định luật bảo toàn khối lượng để cân bằng nguyên tố và lập phương trình đại số. Chọn nghiệm tùy ý cho 1 ẩn, rồi dùng hệ phương trình đại số để suy ra các ẩn số còn lại. Ví dụ: a FeS2 + b O2→ c Fe2O3 + d SO2 Ta có: Fe : a = 2c S : 2a = d O : 2b = 3c + 2d Chọn c = 1 thì a=2, d=4, b = 11/2 Nhân hai vế với 2 ta được phương trình: 4 FeS2 + 11 O2→ 2 Fe2O3 + 8 SO2

Phương pháp 2: phương pháp cân bằng electron – Nguyên tắc: dựa vào sự bảo toàn electron nghĩa là tổng số electron của chất khử cho phải bằng tổng số electron chất oxi hóa nhận. – Các bước cân bằng: Bước 1: Viết sơ đồ phản ứng với các nguyên tố có sự thay đổi số oxi hóa. Bước 2: Viết các quá trình: khử (cho electron), oxi hóa (nhận electron). Bước 3: Cân bằng electron: nhân hệ số để: Tổng số electron cho = tổng số electron nhận. (tổng số oxi hóa giảm = tổng số oxi hóa tăng). Bước 4: Cân bằng nguyên tố không thay đổi số oxi hoá (thường theo thứ tự: kim loại (ion dương): gốc axit (ion âm). môi trường (axit, bazơ). nước (cân bằng H2O để cân bằng hiđro). Bước 5: Kiểm soát số nguyên tử oxi ở 2 vế (phải bằng nhau).

– Lưu ý: Khi viết các quá trình oxi hoá và quá trình khử của từng nguyên tố, cần theo đúng chỉ số qui định của nguyên tố đó. – Ví dụ: Fe + H2SO4 đặc nóng → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O

Fe0 → Fe+3 + 3e 1 x 2Fe0 → 2Fe+3 + 6e 3 x S+6 + 2e → S+4 2Fe + 6H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H20

Phương pháp 3: phương pháp cân bằng ion – electron – Phạm vi áp dụng: đối với các quá trình xảy ra trong dung dịch, có sự tham gia của môi trường (H2O, dung dịch axit hoặc bazơ tham gia). – Các nguyên tắc: ( Nếu phản ứng có axit tham gia: vế nào thừa O phải thêm H+ để tạo H2O và ngược lại. ( Nếu phản ứng có bazơ tham gia: vế nào thừa O phải thêm H2O để tạo ra OH-

Các bước tiến hành: Bước 1: Tách ion, xác định các nguyên tố có số oxi hóa thay đổi và viết các nửa phản ứng oxi hóa – khử. Bước 2: Cân bằng các bán phản ứng: Cân bằng số nguyên tử mỗi nguyên tố ở hai vế: Thêm H+ hay OH- Thêm H2O để cân bằng số nguyên tử hiđro Kiểm soát số nguyên tử oxi ở 2 vế (phải bằng nhau). Cân bằng điện tích: thêm electron vào mỗi nửa phản ứng để cân bằng điện tích Bước 3: Cân bằng electron: nhân hệ số để: Tổng số electron cho = tổng số electron nhận. (tổng số oxi hóa giảm = tổng số oxi hóa tăng). Bước 4: Cộng các nửa phản ứng ta có phương trình ion thu gọn.

Xử Lý Nước Thải Bằng Phương Pháp Hóa Học

Các phương pháp hóa học xử lý nước thải gồm có: trung hòa, oxy hóa và khử. Tất cả các phương pháp này đều dùng tác nhân hóa học nên tốn nhiều tiền. Người ta sử dụng các phương pháp hóa học để khử các chất hòa tan và trong các hệ thống nước khép kín.

Đôi khi phương pháp này được dùng để xử lý sơ bộ trước khi xử lý sinh học hay sau công đoạn này như là một phương pháp xử lý nước thải lần cuối để thải vào nguồn.

1.1 Phương pháp trung hòa

Trung hòa nước thải được thực hiện bằng nhiều cách khác nhau

– Trộn lẫn nước thải với axit hoặc kiềm.-

– Bổ sung các tác nhân hóa học.

– Lọc nước axit qua vật liệu lọc có tác dụng trung hòa.

– Hấp thụ khí axit bằng chất kiềm hoặc hấp thụ amoniăc bằng nước axit.

Trong quá trình trung hòa một lượng bùn cặn được tạo thành. Lượng bùn này phụ thuộc vào nồng độ và thành phần của nước thải cũng như loại và lượng các tác nhân xử dụng cho quá trình.

1.2 Phương pháp oxy hóa và khử

Để làm sạch nước thải có thể dùng các chất oxy hóa như Clo ở dạng khí và hóa lỏng, dioxyt clo, clorat canxi, hypoclorit canxi và natri, pemanganat kali, bicromat kali, oxy không khí, ozon…

Trong quá trình oxy hóa, các chất độc hại trong nước thải được chuyển thành các chất ít độc hơn và tách ra khỏi nước thải. Quá trình này tiêu tốn một lượng lớn tác nhân hóa học, do đó quá trình oxy hóa học chỉ được dùng trong những trường hợp khi các tạp chất gây nhiễm bẩn trong nước thải không thể tách bằng những phương pháp khác.

Oxy hóa bằng Clo

Clo và các chất có chứa clo hoạt tính là chất oxy hóa thông dụng nhất. Người ta sử dụng chúng để tách H2S, hydrosunfit, các hợp chất chứa metylsunfit, phenol, xyanua ra khỏi nước thải.

Khi clo tác dụng với nước thải xảy ra phản ứng

Cl2 + H2O = HOCl + HCl

HOCl ↔ H+ + OCl-

Tổng clo, HOCl và OCl- được gọi là clo tự do hay clo hoạt tính.

Các nguồn cung cấp clo hoạt tính còn có clorat canxi (CaOCl2), hypoclorit, clorat, dioxyt clo, clorat canxi được nhận theo phản ứng

Ca(OH)2 + Cl2 = CaOCl2 + H2O

Lượng clo hoạt tính cần thiết cho một đơn vị thể tích nước thải là: 10 g/m3 đối với nước thải sau xử lý cơ học, 5 g/m3 sau xử lý sinh học hoàn toàn.

Phương pháp Ozon hóa

Ozo tác động mạnh mẽ với các chất khoáng và chất hữu cơ, oxy hóa bằng ozo cho phép đồng thời khử màu, khử mùi, tiệt trùng của nước. Sau quá trình ozo hóa số lượng vi khuẩn bị tiêu diệt đến hơn 99%, ozo còn oxy hóa các hợp chất Nito, Photpho…