Cập nhật thông tin chi tiết về Ứng Dụng Keo Tụ Điện Hoá Trong Xử Lý Nước Thải Mực In mới nhất trên website Sansangdethanhcong.com. Hy vọng nội dung bài viết sẽ đáp ứng được nhu cầu của bạn, chúng tôi sẽ thường xuyên cập nhật mới nội dung để bạn nhận được thông tin nhanh chóng và chính xác nhất.
Ứng dụng keo tụ điện hoá trong xử lý nước thải mực in
Trong những năm gần đây, giải pháp cho vấn đề ô nhiễm nước thải, chất thải rắn đang là vấn đề được các nhà khoa học quan tâm. Nước thải mực in là một loại nước thải có độ màu và hàm lượng COD trong nước thải cao. Hàm lượng COD (Chemical Oxygen Demand – Nhu cầu oxi hoá hoá học) có thể lên đến 20.000 mg/L và đôi khi hơn 100.000 mg/L, SS khoảng 800-1200 mg/L, màu xanh đậm với độ màu trên 100.000 Pt/Co.[1] Do đó, xử lý nước thải mực in đang là một trong những vấn đề cấp thiết đối với những xí nghiệp nhà máy in bao bì nói riêng và các xí nghiệp đóng gói nói chung trong định hướng phát triển bền vững của toàn thế giới.
Có nhiều phương pháp xử lý nước thải mực in như phương pháp keo tụ, phương pháp hấp phụ, phương pháp màng, các phương pháp oxy hóa nâng cao, phương pháp điện hóa, keo tụ điện hóa kết hợp siêu âm.[2] Trong các phương pháp nêu trên, keo tụ điện hóa kết hợp siêu âm thu hút được sự quan tâm rất lớn của các nhà nghiên cứu do các ưu điểm như xử lý hoàn toàn chất ô nhiễm với tốc độ cao, thời gian xử lý ngắn, đặc biệt có khả năng xử lí trực tiếp nước thải không đòi hỏi bước tiền xử lý sử dụng hiệu ứng vi cộng hưởng của bọt khí với nhiệt độ cao đến 4.000-10.000 K và áp suất hàng ngàn atm.[3] Do đó, trong nghiên cứu này chúng tôi kết hợp kĩ thuật keo tụ điện hóa và siêu âm để xử lí nước thải mực in.
MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM VÀ MỘT SỐ KẾT QUẢ
Mô hình thí nghiệm được mô phỏng Hình 1. Trong đó, điện cực có kích thước dài : rộng : cao = 15:3:0,1 cm cấu tạo từ nhôm, có tiết diện tiếp xúc với nước thải 0,465 dm2.
Hình 1: Sơ đồ minh họa hệ thí nghiệm keo tụ điện hóa kết hợp rung siêu âm
Nguồn điện 1 chiều; (2) Bể rung siêu âm; (3) Điện cực dương;
(4) Điện cực âm; (5) Nước thải mực in
Trong thời gian phản ứng 10 phút[4] với môi trường pH = 6,34 [5] và cường độ dòng điện thay đổi từ 0,25 A đến 0,55 A, thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của mật độ dòng điện đến hiệu suất xử lý nước thải mực in được thực hiện. Kết quả thu được trong Hình 2 cho thấy, mật độ dòng điện càng tăng thì hiệu quả xử lý COD càng cao. Ở mật độ dòng cao, điện cực anot hòa tan nhiều, các phân tử điện dương sinh ra nhiều, chúng hấp phụ gây keo tụ các chất mang điện tích âm trong nước. Mặt khác, mật độ dòng cao cũng sẽ dẫn đến điện trường trong dung dịch lớn làm tăng khả năng xảy ra các phản ứng oxi hóa, khử các chất hữu cơ, phá vỡ mối liên kết trong mạch carbon, làm giảm đi các nhóm mang màu của phần chất màu tan trong nước, nên làm cho nước thải dần mất màu. Tuy nhiên, khi tiếp tục tăng mật độ dòng lên cao thì hiệu suất xử lý COD có xu hướng giảm xuống do năng lượng điện hóa vượt ngưỡng làm cho quá trình hòa tan điện cực diễn ra quá mạnh tạo quá nhiều ion gây dư thừa và ăn mòn điện cực rất nhanh gây tổn hao năng lượng, tiêu tốn kinh phí thay điện cực. Trong nghiên cứu này, hiệu suất xử lý tốt nhất đạt 77,42% khi mật độ dòng điện là 0,97 A/dm2, có đôi chút khác biệt với nghiên cứu của ThS. Đinh Tuấn [6]. Sự khác biệt này do trong nghiên cứu ThS. Đinh Tuấn đã dùng nước thải pha chế và sử dụng thêm NaCl mà gốc Cl- trong quá trình điện hóa có thể tạo ra các gốc chất có khả năng làm tăng hiệu quả xử lý, đạt 96% ở mật độ dòng 0,9 A/dm2.
Trong môi trường kiềm, ở điện cực anot phản ứng tạo O2 diễn ra nhanh (4OH- – 4e = O2 + 2H2O). Khí O2 thoát ra là chất oxi hóa có tác dụng khử màu các chất hữu cơ. Khi môi trường kiềm cao thì lượng OH- nhiều dẫn đến lượng O2 sinh ra nhiều có thể gây cản trở đến quá trình điện cực. Khi pH quá cao làm những chất Al(OH)3 được sinh ra khi ion ở anot tan ra kết hợp với OH-, đóng vai trò là tâm keo tụ chất hữu cơ, lại bị tan ra hoặc hình thành quá nhiều dẫn đến hiệu quả xử lý giảm.
(1) pH, (2) Mật độ dòng , (3) Thời gian phản ứng
Hình 2: COD sau xử lý và hiệu suất xử lý khi thay đổi
Phương pháp keo tụ điện hóa cho hiệu quả xử lý tối ưu khi nước thải có pH = 7. Kết quả này tương đồng với kết quả nghiên cứu của TS. Bùi Thị Tuyết Loan trong nghiến cứu xử lý nước thải mực in bằng phương pháp keo tụ điện hóa. TS. Loan đã sử dụng điện cực nên sắt và cho kết quả pH tối ưu là 7, với hiệu suất xử lý đạt 70,5% [7].
Thời gian điện hóa càng tăng hiệu quả xử lý càng cao, Tuy nhiên, khi thời điện hóa tiếp tục tăng lên đến 40 phút thì hiệu quả xử lý có xu hướng giảm xuống. Lý giải cho điều này đó là khi thời gian điện hóa ngắn thì không đủ điều kiện cho các phản ứng oxi hóa khử các chất hữu cơ diễn ra, đồng thời không đủ thời gian hình thành nên nhiều các chất keo tụ dẫn đến hiệu quả xử lý không được cao. Kết quả nghiên cứu này tương đồng với kết quả nghiên cứu phân hủy thuốc nhuộm bằng phương pháp keo tụ điện hóa sử dụng điện cực inox của tác giả Bùi Quang Cư và các cộng sự [8]. Nhóm tác giả này cho kết quả nghiên cứu xử lý COD trong nước thải dệt nhuộm là 70% trong thời gian điện hóa 25 phút.
Rung siêu âm có khả năng tăng hiệu quả xử lý nước thải mực in. Hiệu suất xử lý COD tăng lên khoảng 12%. Hiệu suất xử lý độ màu cả hai phương pháp đều đạt tới 99,10% với phương pháp keo tụ điện hóa kết hợp siêu âm. Siêu âm làm tăng hiệu quả xử lý của phương pháp là do các sóng xung kích tạo ra từ siêu âm làm phân bố đều các ion tạo ra trong quá trình điện hóa giúp cho quá trình thủy phân tạo Al(OH)3 tăng cao. Hơn nữa, rung siêu âm có tác dụng liên tục làm sạch bề mặt điện cực khỏi các lớp bùn bám vào khi điện hóa tạo và một phần nào đó tăng khả năng phá vỡ liên kết của các chất mang màu do có thể làm tăng từ trường, sóng tạo ra có thể tác động đến mức tế bào; từ đó làm tăng hiệu quả xử lý nước thải mực in bằng phương pháp keo tụ điện hóa. Bên cạnh đó, thời gian xử lý các loại nước thải hầu như không thay đổi so với điện hóa không sử dụng siêu âm. Như vậy siêu âm đã có tác dụng làm tăng hiệu quả xử lý nước thải mực in khi kết hợp với keo tụ điện hóa sử dụng điện cực nhôm.
KẾT LUẬN
Các kết quả cho thấy phương pháp keo tụ điện hóa kết hợp siêu âm có khả năng xử lý hiệu quả mực in có nồng độ khác nhau lên đến 92% COD và loại bỏ độ màu đến 98% trong một khoảng thời gian ngắn không yêu cầu sử dụng thêm các chất hóa học. Điều kiện tối ưu cho phương pháp: mật độ dòng điện chạy trong điện cực là 0,97 A/dm2, pH ban đầu của nước thải là 7, thời gian phản ứng là 25 phút và khoảng các giữa các điện cực là 3cm. Khả năng ứng dụng của phương pháp này trong xử lý nước thải mực in và có thể mở rộng cho xử lí các loại nước thải khác. Phương pháp keo tụ điện hoá đang được quan tâm nhiều trong thời gian gần đây, phương pháp này ít sử dụng hoá chất, không gây ô nhiễm thứ cấp do các thành phần hoá chất dư trong dòng thải. Hơn thế nữa phương pháp này còn áp dụng xử lý hiệu quả một số thành phần kim loại nặng trong nước thải các ngành công nghiệp.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. I. Yan-bao, C. Ji-xia, S. Wei-nan, and W. Chao-yang, Printing-ink and Environmental Protection, Journal of Xi’an University of Arts and Science (Natural Science Edition), 2007, 2(10), 111-114.
2. L. Ding, Y. Chen and J. Fan, An overview of the treatment of print ink wastewaters, Journal of Environmental Chemistry and Ecotoxicology, 2011, 3(10), 272-276.
3. R. Mahdavi and S. S. Ashraf Talesh, The effect of ultrasonic irradiation on the structure, morphology and photocatalytic performance of ZnO nanoparticles by sol-gel method, Ultrasonics Sonochemistry, 2017, 39, 504-510.
4. S. Adamovic, M. Prica, B. Dalmacija, S. Rapajic, D. Novakovic, Z. Pavlovic and S. Maletic, Feasibility of electrocoagulation /flotation treatment of waste offset printing developer based on the response surface analysis, Arabian Journal of Chemistry, 2016, 9(1), 152-162.
5. Nguyen Thi Huong, Comparation of the removal efficiency of textile wastewater by using electrocoagulation method and fenton oxidation process, Journal of Science and Technology – Da Nang University, 2009, 6(30), 120-106.
6. Dinh Tuan, Investigation of removal of textile wastewater by using coagulation method- electrolytic flotation with Aluminum and Iron as anode electrodes, Master’s Thesis, Da Nang University, Da Nang (2011).
7. Bui Thi Thanh Loan, Study on removal of printing ink wastewater, National Library of Vietnam, Ha Noi.
8. Bui Quang Cu, Do The Hung, Bui Quang Minh and Nguyen Van That, Examination of degradable behavior of dyes from aqueous solution by using electrochemical method, Journal of Science and Technology, 2008, 46(4), 83-92
Thông tin về tác giả: TS. Phạm Hương Quỳnh hiện đang công tác tại Viện Công nghệ HaUI, trường Đại học Công nghiệp Hà Nội. Tốt nghiệp Đại học sư phạm Thái Nguyên năm 2000 chuyên ngành sinh học. Tốt nghiệp Thạc sỹ năm 2006 tại trường Đại học Bách Khoa Hà Nội chuyên ngành Công nghệ Môi trường. Đạt học vị Tiến sỹ chuyên ngành Kỹ thuật Môi trường tại Đại học Bách Khoa Hà Nội 2016.
Hướng nghiên cứu chính hiện nay: Nghiên cứu xử lý nưaớc thải bằng phương pháp sinh học và vật liệu nano,
Thứ Tư, 10:03 28/08/2019
Tags:
Thí Nghiệm Keo Tụ Tạo Bông Trong Xử Lý Nước Thải
THÍ NGHIỆM KEO TỤ
Phần I
Xác định giá trị pH tối ưu
Trình tự tiến hành:
- Các hóa chất dùng để điều chỉnh pH: NaOH 1N, Ca(OH)2. Lần lượt dùng từng chất để tiến hành thí nghiệm.
- Lấy nước thải cho vào cốc 1lit. Sau đó cho phèn nhôm vào để duy trì nồng độ phèn trong dung dịch đạt 300mg/l.
- Dùng dung dịch NaOH 1N, (Ca(OH)2) để điều chỉnh pH đến các giá trị 4,5,6,7,8,9. ghi nhận giá trị pH đã dùng.
- Chuẩn bị 6 cốc 1lit thể tích NaOH 1N, (Ca(OH)2) (đã xác định ở phần trên) tương ứng với giá trị pH là 4,5,6,7,8,9. đưa 6 cốc vào giàn jartest.
- Cho thiết bị khuấy trộn làm việc ở tốc độ cao (200 – 300 vòng/ phút) trong thời gian 40 giây rồi ta đổ phèn 3ml phèn nhôm 10% vào cùng 1 lúc, sau đó tiến hành khuấy trộn chậm (30- 40 vòng/ phút).
- Tắt máy khuấy, để lắng tĩnh 30 phút. Sau đó lấy mẫu nước lắng (lớp nước phía trên) phân tích các chỉ tiêu COD, độ màu, pH.
Phần II
Xác định lượng chất keo tụ tối ưu
1. Mục đích thí nghiệm:
Xác định hàm lượng tối ưu các chất keo tụ trong quá trình xử lý nước mặt chứa các chất lơ lửng, chất hoạt động bề mặt và các chất tạo màu.
Chất keo tụ tối ưu là căn cứ vào yêu cầu xử lý để xác định. Ví dụ: Hiệu xuất, tiêu chuẩn xử lý nước, kinh phí xử lý…
2. Cơ sở lý thuyết:
Phương pháp đông keo tụ là phương pháp phổ biến để xử lý nước và đặc biệt là dùng khá phổ biến ở các nhà máy dùng nước mặt xử lý làm nước cấp. Trong thực tế, những chất keo tụ thường được sử dụng là phèn nhôm hoặc phèn sắt.
Phèn là tên gọi thông dụng, là thuật ngữ hóa học chỉ những muối thường là kim loại ngậm một vài phân tử nước. Các muối này thường có khả năng xảy ra phản ứng thủy phân tạo thành hydroxit kim loại kết tủa.
Phèn nhôm:
+ Phèn đơn: chỉ có một nguyên tố là Al tham gia phản ứng. Một trong nhiều loại phèn nhôm thường được sử dụng là Al2SO4.18H2O
+ Phèn kép (PAC): có 2 kim loại thạm gia phản ứng. Ví dụ: Phèn kép Kali: [AlK3]2(SO4)3.18H2O; Phèn kép amoni: [Al(NH4)3]2(SO4)3
+ Phèn nhôm không có phản ứng phụ
Phèn sắt: FeSO4.7H2O, FeCl3.6H2O
+ Phèn sắt có khả năng xử lý tốt, khoảng pH rộng hơn so với phèn nhôm → lượng bùn tạo ít hơn, dễ lắng hơn.
+ Phèn sắt có phản ứng phụ: Fe2+ có thể bị oxy hóa thành Fe3+ còn Fe3+ có thể bị khử thành Fe2+. Khi dư oxy:
Fe3+ → Fe2O3
Fe2+ → FeO
Fe2O3 + FeO → Fe3O4
Bản chất của quá trình là oxy hóa khử (do quá trình khuấy nhanh → sục khí vào → xảy ra oxy hóa khử) → không dùng để xử lý nước thải chứa nhiều chất bẩn chỉ dung xử lý nước cấp phòng thí nghiệm chứa nhiều kim loại nặng.
Khi sử dụng phèn nhôm và phèn sắt làm chất keo tụ, chúng sẽ phân ly trong nước tạo thành các hydroxit ít tan, những hydroxit này sẽ hấp thụ các chất lơ lửng cũng như các chất keo tạo thành những bông keo tụ lớn hơn dễ dàng tách ra khỏi nước nhờ quá trình lắng.
Al2SO4 + 6H2O → 2Al(OH)3¯ + 3H2SO4
FeCl3 + 3H2O → Fe(OH)3¯ + 3HCl
FeSO4 + 2H2O → Fe(OH)2¯ + H2SO4
H2SO4, HCl tạo ra trong quá trình thủy phân có thể trung hòa bằng sữa vôi hay các bazơ khác. Như vậy khi keo tụ bằng phèn nhôm thì pH giảm.
Thường dùng phèn nhôm đơn làm chất keo tụ vì nó là tốt nhất trong quá trình xử lý vì:
- Sản xuất dễ, tạo nhiều bông hơn là phèn kép
- Giá thành rẻ, hiệu quả, dễ kiếm (do nó được sản xuất từ đất sét trắng có nhiều ở Việt Nam).
Để quá trình xử lý đạt hiệu suất cao nhất, đông keo tụ phải tiến hành ở những vùng pH tối ưu. Bằng thực nghiệm đã xác định được rằng để đạt được hiệu quả xử lý nước thải cao nhất thì pH phải nằm trong khoảng:
+ 6,5 ÷ 8 đối với phèn nhôm (Al2SO4.18H2O)
+ 7 ÷ 8,5 đối với phèn sắt III (FeCl3.6H2O)
+ 9 ÷ 9,5 đối với phèn sắt II (FeSO4.7H2O)
3. Dụng cụ thí nghiệm:
- Bộ khuấy trộn 6 Paddle stirrer (Jartest equipment)
- pH Meter, đồ dùng thí nghiệm để xác định COD
- Spectrophotometer UV 1201 đế xác định độ màu
- Pipet, cốc thủy tinh, ống đong, bình tam giác
4. Hóa chất:
Các chất keo tụ sẽ là: Al2SO4.18H2O, FeCl3.6H2O, FeSO4.7H2O. Có thể được dùng riêng lẽ hay kết hợp với sữa vôi.
- Dung dịch Sunfat nhôm: Hòa tan 1 lượng Al2SO4.18H2O trong bình định mức 1 lít với 300- 500 ml nước cất, đun nóng để làm tan tinh thể, để nguội và định mức thành 1 lít. Dung dịch thu được có nồng độ dao động từ 5-10%. (nếu chọn nồng độ 10% thì lượng phèn cần pha là 100g)
- Dung dịch sunfat sắt (II): Hòa tan 1 lượng FeSO4.7H2O trong bình định mức 1 lít với 200- 300 ml nước cất, cho thêm vài giọt HCl đậm đặc nếu dung dịch vẫn còn vẩn đục, định mức thành 1 lít sao cho dung dịch thu được có nồng độ dao động từ 5- 10%.
- Dung dịch clorua sắt (III): hòa tan 1 lượng FeCl3.6H2O trong bình định mức 1 lít bằng nước cất lít sao cho dung dịch thu được có nồng độ dao động từ 5- 10%.
- Dung dịch Ca(OH)2 0.1%: nghiền nhỏ và hòa tan 1g CaO đã được tôi ở nhiệt độ 900oC trong khoảng thời gian 5 giờ thành 1 lít. Dung dịch này cần được bảo quản trong điều kiện không tiếp xúc với không khí và được thường xuyên kiểm tra nồng độ CaO.
- Các hóa chất và đồ dung khác để xác định COD, SS, TS
5. Tiến hành thí nghiệm
- Lượng nước cần thiết để tiến hành 1 lượt thí nghiệm là 20 lít
- Thời gian tiến hành thí nghiệm không được chậm hơn 4 giờ sau khi lấy mẫu.
- Lấy khoảng 100ml nước thải thô ban đầu đi xác định COD, pH, độ màu.
- Lấy ống đong nước thải vào 6 cốc của thiết bị khuấy trộn, mỗi cốc 1 lít.
- Bổ sung chất keo tụ là Al2SO4.18H2O vào mỗi cốc sao cho hàm lượng của chúng dao động trong khoảng 100 – 700 mg/l. Ở thí nghiệm này ta lấy các nồng độ là 100 mg/l, 200 mg/l, 300 mg/l, 400 mg/l, 500 mg/l. Do hóa chất keo tụ được chuẩn bị sẵn có nồng độ 10% nên lượng chất keo tụ đưa vào mỗi cốc được tính theo bảng sau:
Bình
1
2
3
4
5
6
Hàm lượng chất keo tụ, mg/l
0
100
200
300
400
500
Lượng chất keo tụ, ml
0
2
4
6
8
10
- Ngừng khuấy trộn để dung dịch phản ứng lắng, quan sát quá trình tạo bông. - Cho thiết bị khuấy trộn làm việc ở tốc độ cao (200- 300 vòng/ phút) trong thời gian 40 giây rồi ta đổ phèn vào cùng 1 lúc, sau đó tiến hành khuấy trộn chậm (30- 40 vòng/ phút).
- Đo thể tích lắng
- Lấy mẫu trong từng cốc của thiết bị, lọc lấy khoảng 100 ml rồi đi xác định COD, pH, độ màu.
Sau đó lấy phần nước trong đã keo tụ ở bước 1 cho lần lược vào cốc 500ml và tiến hành trình tự như trên.
Phần III
Xác định ảnh hưởng của sữa vôi
3.1 Mục tiêu:
Xác định ảnh hưởng của sữa vôi đối với quá trình xử lý nước bằng phương pháp keo tụ hóa học với các chất keo tụ như: Sunfat sắt (II), Sunfat sắt (III), sunfat nhôm.
3.2 Cơ sở lý thuyết:
Sữa vôi là dung dịch quá bão hòa của Ca(OH)2
Tác dụng: là chất keo tụ, điều chỉnh pH.
Ca(OH)2 là chất keo tụ như Al2SO4.18H2O, FeCl3.6H2O, FeSO4.7H2O. Do đó, hiệu suất của quá trình keo tụ sử dụng chất keo tụ là muối sắt và muối nhôm sẽ tăng khi bổ sung sữa vôi với hàm lượng nhất định. Ngoài ra hiệu suất quá trình cũng tăng do tác dụng cộng hưởng giữa hydroxit sắt (hydroxit nhôm) với sữa vôi.
Sữa vôi đóng vai trò là chất trợ keo: các hạt rắn trong sữa vôi có vai trò như trung tâm keo tụ làm cho hệ thống có nhiều tâm keo tụ hơn.
3.3 Tiến hành:
- Lượng nước cần thiết để tiến hành 1 lượt thí nghiệm là 20 lít
- Thời gian tiến hành thí nghiệm không được chậm hơn 4 giờ sau khi lấy mẫu.
- Lấy khoảng 100ml nước thải thô ban đầu đi xác định COD, pH, độ màu.
- Lấy ống đong nước thải vào 6 cốc của thiết bị khuấy trộn, mỗi cốc 1lít.
- Bổ sung chất keo tụ là Al2SO4.18H2O vào mỗi cốc sao cho hàm lượng là tối ưu→ quay nhanh 200- 300 vòng/ phút trong 40s.
Cho sữa vôi với nồng đô như bảng rồi quay chậm 4 phút với tốc độ quay là 30- 40 vòng/ phút
Phần IV
Xác định hàm lượng tối ưu chất keo tụ và chất trợ tạo bông khi kết hợp sử dụng chúng trong quá trình keo tụ
4.1Mục đích:
Xác định hàm lượng tối ưu chất keo tụ và chất trợ tạo bông khi kết hợp sử dụng chúng trong quá trình xử lý nước mặt chứa các chất hữu cơ lơ lửng, chất hoạt động bề mặt và chất tạo màu. Xác định hàm lượng chất tạo bông tối ưu khi sử dụng riêng rẽ trong quá trình xử lý.
4.2Cơ sở lý thuyết
Để hiệu quả quá trình lắng các hydroxit nhôm và sắt đã hấp phụ chất hữu cơ lơ lửng, chất hoạt động bề mặt cũng như chất màu trong nước có thể sử dụng các hợp chất cao phân tử – chất trợ tạo bông ở đây ta sử dụng polyme (Hi-floc A601) Ion (-), Hi-floc C101, Ion (+), Hi-floc N301, Non ionic. Hàm lượng chất keo tụ tối ưu sẽ giảm khi bổ sung chất trợ tạo bông.
4.3Tiến hành
- Lượng nước cần thiết để tiến hành thí nghiệm là 20 lít.
- Thời gian tiến hành thí nghiệm không được chậm hơn 4 giờ sau khi lấy mẫu.
- Lấy ống đong, đong 1lít nước thải cho vào 6 cốc, mỗi cốc 1lít.
- Bổ sung sữa vôi như sau:
Cốc
1
2
3
4
5
6
Lượng sữa vôi, ml
0
5
10
15
20
30
- Bổ sung Polymer vào các cốc như sau: - Cho thiết bị khuấy trộn làm việc ở tốc độ cao (200 – 300 vòng/phút) trong 40s → khuấy trộn chậm trong 4 phút ở tốc độ 30 – 40 vòng/phút
Cốc
1
2
3
4
5
6
Lượng Polymer, ml
0
2
4
6
8
10
Để dung dịch phản ứng lắng ,quan sát quá trình tạo bông và lắng . - Khuấy với tốc độ 200 – 300 vòng/phút ở thời gian 30s sau đó giảm tốc độ khuấy trộn còn 30 – 40 vòng/phút ,dừng khuấy trộn trong 5 phút
CÔNG TY TNHH MÔI TRƯỜNG XUYÊN VIỆT
HOTLINE: 0903 018 135 Email: Moitruongxuyenviet@gmail.com
Tư vấn miễn phí:
CÔNG TY TNHH MÔI TRƯỜNG XUYÊN VIỆT
Địa chỉ: 537/18/4 Nguyễn Oanh, Phường 17, Quận Gò Vấp, TP.HCM
(Địa chỉ cũ: B30 Khu Chung Cư An Lộc, Phường 17, Quận Gò Vấp, TPHCM)
Điện thoại: (+84) 028 3895 3166
Hotline: 0903.018.135 – 0918.280.905
Email: moitruongxuyenviet@gmail.com – info@moitruongxuyenviet.com
Fax: (+84) 028 3895 3188
Chúng tôi rất vui được giải đáp những thắc mắc của bạn. Trân trọng!
Công Nghệ Xử Lý Nước Thải Bằng Phương Pháp Keo Tụ
Trong nước thường tồn tại rất nhiều các dạng chất gây ô nhiễm khác nhau như chất hữu cơ, chất rắn lơ lửng, cặn bẩn và các phương pháp xử lý nước thải cho các chất trên được áp dụng chỉ có thể xử lý những chất có kích thước lớn hoặc chất lắng chưa thể xử lý triệt để. Tuy nhiên, gần đây công nghiệp đã áp dụng phương pháp công nghệ xử lý nước thải bằng phương pháp keo tụ kết bông để có thể xử lý được các chất ở dạng huyền phù kích thước rất nhỏ kết hợp với hóa chất tạo kết dính giữa các hạt chất với nhau tạo thành bông keo kích thước lớn dễ dàng xử lý.
Khái niệm về xử lý nước thải bằng phương pháp keo tụ tạo bông:
– Phương pháp xử lý nước thải bằng keo tụ tạo bông có sử dụng hoá chất.
– Trong đó, các hạt keo nhỏ lơ lửng trong nước nhờ tác dụng của chất keo tụ mà liên kết với nhau tạo thành bông keo có kích thước lớn hơn.
– Người ta có thể tách chúng ra bằng các biện pháp lắng lọc hay tuyển nổi.
Nguyên tắc của phương pháp xử lý nước thải bằng keo tụ tạo bông:
– Làm mất tính ổn định của các hệ keo thiên nhiên.
– Tạo ra hệ keo mới có khả năng kết hợp tạo thành những bông cặn lớn,lắng nhanh, có hoạt tính bề mặt cao, được loại bỏ bằng phương pháp lắng hoặc lọc.
Các chất keo tụ
– Muối nhôm, sắt hoặc hỗn hợp của chúng
– Tuỳ thuộc vào các tính chất hoá lý, chi phí, nồng độ tạp chất trong nước, pH và thành phần muối trong nước.
Trên thực tế người ta thường dùng các chất keo tụ sau: Al2(SO4)3.18H2O; Al2(OH)5Cl ; KAl(SO4)2.12H2O;NH4Al(SO4)2.12H2O ; Fe2(SO4)3.2H2O,…
Chất trợ keo
– Tự nhiên: tinh bột, dextrin (C6H10O5)n, xenlulo và Dioxit Silic hoạt tính (xSiO2.yH2O), chitosan…
– Tổng hợp: thường dùng là polyacrylamide.
Cơ chế của phương pháp xử lý nước thải bằng keo tụ tạo bông
Xử lý nước thải bằng phương pháp keo tụ là cho vào trong nước một loại hoá chất gọi là chất keo tụ có thể đủ làm cho những hạt rất nhỏ biến thành những hạt lớn lắng xuống. Thông thường phương pháp keo tụ tạo bông xảy ra qua hai giai đoạn:
– Bản thân chất keo tụ phát sinh thuỷ phân, quá trình hình thành dung dịch keo, và ngưng tụ.
– Trung hoà hấp phụ lọc các tạp chất trong nước.
Kết quả của quá trình trên là hình thành các hạt lớn lắng xuống. Những hạt rắn lơ lửng mang điện tích âm trong nước (keo sét, protein …) sẽ hút các ion dương tạo ra hai lớp điện tích dương bên trong và bên ngoài. Lớp ion dương bên ngoài liên kết lỏng lẻo nên có thể dễ dàng bị trợt ra. Như vậy điện tích âm của hạt bị giảm xuống. Thế điện động hay thế zeta bị giảm xuống.
Mục tiêu đề ra là giảm thế zeta, tức là giảm chiều cao của hàng rào năng lượng đến giá trị giới hạn, sao cho các hạt rắn không đẩy lẫn nhau bằng cách cho thêm vào các ion có điện tích dương để phá vỡ sự ổn định của trạng thái keo của các hạt nhờ trung hoà điện tích. Khả năng dính kết tạo bông keo tụ tăng lên khi điện tích của hạt giảm xuống và keo tụ tốt nhất khi điện tích của hạt bằng không. Chính vì vậy lực tác dụng lẫn nhau giữa các hạt mang điện tích khác nhau giữa vai trò chủ yếu trong keo tụ. Lực hút phân tử tăng nhanh khi giảm khoảng cách giữa các hạt bằng các tạo nên những chuyển động khác nhau được tạo ra do quá trình khuấy trộn.
Cơ chế của quá phương pháp này là làm mất đi sự ổn định của dung dịch keo có trong nước bằng các biện pháp:
– Nén lớp điện tích kép được hình thành giữa pha rắn và lỏng: giảm điện thế bề mặt bằng hấp phụ và trung hoà điện tích.
– Hình thành các cầu nối giữa các hạt keo.
– Bắt giữ các hạt keo vào bông cặn.
Cơ chế tạo cầu nối
Phản ứng 1: Hấp phụ ban đầu ở liều lượng polime tối ưu. Phân tử polime dính vào hạt keo.
Hấp phụ ban đầu ở liều lượng polime tối ưu – Hình thành bông cặn – Xử lý nước thải bằng phương pháp keo tụ tạo bông
Phản ứng 5: Vỡ bông cặn, vỡ vụn bông cặn khi xáo trộn nhiều.
Trong toàn bộ quá trình (5 phản ứng trên ), Cơ chế chính là: Hấp phụ và tạo cầu nối. Cơ chế phụ là: Trung hòa điện tích.
Quá trình nguyên lý hoạt động
Khi chất keo tụ cho vào nước và nước thải, các hạt keo trong nước bị mất tính ổn định, tương tác với nhau, kết cụm lại hình thành các bông cặn lớn, dễ lắng. Quá trình mất tính ổn định của hạt keo là quá trình lý hóa phức tạp, có thể giải thích dựa trên các cơ chế sau:
+ Giảm điện thế Zeta tới giá trị mà tại đó dưới tác dụng của lực hấp dẫn Vanderwaals cùng với năng lượng khuấy trộn cung cấp thêm, các hạt keo trung hòa điện kết cụm và tạo thành bông cặn.
+ Các hạt kết cụm do sự hình thành cầu nối giữa các nhóm hoạt tính trên hạt keo.
+ Các bông cặn hình thành khi lắng xuống sẽ bắt giữ các hạt keo trên quỹ đạo lắng xuống.
+ Quá trình keo tụ thông thường áp dụng khử màu, hàm lượng cặn lơ lửng trong xử lí nước thải.
Hóa chất keo tụ
Để thực hiện phương pháp keo tụ tạo bông, người ta cho vào nước các chất phản ứng thích hợp như: phèn nhôm Al2(SO4)3, phèn sắt FeSO4 koặc FeCl3. Các loại phèn này được đưa vào nước dưới dạng dung dịch hòa tan.
Cơ chế trung hoà điện tích
Hấp thụ các ion hay phân tử mang điện tích trái dấu với điện tích của hạt keo. Liều lượng chất keo tụ tối ưu cho vào sao cho điện thế zeta bằng 0 mV.
Giảm thế năng bề mặt tức là giảm điện thế zeta khi đó sự đẩy tĩnh điện của các hạt keo giảm xuống và có khả năng kết nối lại nhờ lực tương tác tĩnh điện, khi đó hệ keo mất đi tính ổn định.
Tăng hàm lượng chất keo tụ, nếu lượng chất keo tụ cho vào quá nhiều sẽ gây hiện tượng keo tụ quét bông. Quá trình này làm tăng hiệu quả keo tụ lên, hệ kéo cũng bị mất ổn định.
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp keo tụ tạo bông
Quá trình keo tụ phụ thuộc vào hai cơ chế chính là trung hoà điện tích và hấp phụ tạo cầu nối. Vì thế các yếu tố nào ảnh hưởng đến hai quá trình trên điện gây ảnh hưởng đến quá trình keo tụ tạo bông.
Ảnh hưởng của pH
Nhiệt độ nước
Liều lượng chất keo tụ và chất trợ keo tụ
Tạp chất trong nước
Tốc độ khuấy trộn
Môi chất tiếp xúc: nếu trong nước duy trì một lớp cặn bùn nhất định, khiến cho quá trình kết tủa càng hoàn toàn, tốc độ kết tủa tăng.
Xử lý nước thải bằng phương pháp keo tụ – Công ty môi trường SGE
Hệ thống xử lý nước thải bằng phương pháp keo tụ
Với nhiều năm kinh nghiệm và sở hữu đội ngũ chuyên gia kỹ thuật, Công ty Môi Trường Sài Gòn SGE đã tư vấn, thiết kế, thi công các công trình xử lý nước thải bằng phương pháp keo tụ đạt chuẩn với chi phí tối ưu nhất rất nhiều doanh nghiệp trên địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh và các tỉnh thành.
Hãy liên hệ ngay với chúng tôi để được tư vấn đáp ứng nhu cầu phù hợp nhất cho quý khách: Hotline 0985 802 803
CÔNG TY TNHH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG SÀI GÒN
Phương Pháp Hóa Lý Đông Tụ Và Keo Tụ Trong Xử Lý Nước Thải * Vật Tư Tiêu Hao, Nông Nghiệp, Thủy Sản, Môi Trường,…
Trong các hệ thống xử lý nước thải, người ta thường kết hợp nhiều phương pháp để xử lý. Các phương pháp ấy có thể là sinh học giúp phân giải các hợp chất hữu cơ dưới tác dụng của vi sinh hoặc có thể là phương pháp nhiệt để phân hủy các hợp chất hóa học dễ phân hủy thành CO2 và nước dưới tác dụng của nhiệt độ.
Đặc biệt, với các chất ô nhiễm là ion kim loại (nhất là kim loại nặng) hoặc các hạt rắn không tan trong nước với kích thước nhỏ không thể lắng bằng trọng lực được. Chính vì vậy, đối với nguồn gây ô nhiễm này ta có phương pháp hóa lý. Phương pháp này dựa trên nguyên lý 2 quá trình đông tụ và keo tụ nhằm tạo kết tủa hoặc các bông cặn lớn hơn giúp lắng nhanh bằng trọng lực. Vậy cơ chế của phương pháp này như thế nào? Hôm nay, Tin Cậy sẽ cùng chia sẽ với mọi người về bản chất của 2 quá trình đông tụ và keo tụ.
1. QUÁ TRÌNH ĐÔNG TỤ
Đông tụ là quá trình kết hợp các hạt phân tán và chất nhũ tương. Phương pháp đông tụ hiệu quả nhất khi được sử dụng để tách các hạt keo phân tán có kích thước 1-100mm.
Trong xử lý nước thải, sự đông tụ diễn ra dưới ảnh hưởng của chất bổ sung, gọi là chất đông tụ. Chất đông tụ trong nước tạo thành các bông Hydroxit kim loại, giúp lắng nhanh trong trường trọng lực. Các bông này có khả năng hút các hạt keo, hạt lơ lửng và kết hợp chúng với nhau do sự tích điện trái dấu giữa các hạt keo (điện tích âm yếu) và các bông đông tụ (điện tích dương yếu).
Trong nước có chứa các ion kim loại hoặc các hạt có kích thước nhỏ (vài mm) không lắng bằng trọng lực được. Ta thêm các hóa chất đông tụ vào, chất này ngoài việc phân ly ra ion OH- tạo kết tủa Hydroxit với ion kim loại nó còn đóng vai trò như 1 chất keo kết dính. Nó kết dính những hạt kích thước nhỏ thành những hạt có kích thước lớn hơn và có thể liên kết với hydroxit kim loại vừa tạo thành nữa tạo thành bông cặn lớn. Bông cặn này có thể lắng nhanh bằng trọng lực, tách hoàn toàn ra khỏi nước (phân lớp rõ ràng).
Bông cặn tạo được khi thêm hóa chất đông tụ -keo tụ
Chất đông tụ thường là muối nhôm, sắt hoặc hỗn hợp của 2 muối này. Việc chọn chất đông tụ phụ thuộc thành phần, tính chất hóa lý, giá thành của nó, nồng độ tạp chất trong nước và pH của nguồn nước.
Một lưu ý nhỏ với phương pháp này đó là liều lượng sử dụng hóa chất đông tụ thêm vào cần được khảo sát để có liều lượng tối ưu. Nếu thêm ít thì không đủ hạt keo để tách hết các hạt rắn lơ lửng ra khỏi nước. Nếu thêm quá nhiều dẫn đến dư thừa các hạt keo, làm cho 1 hạt keo có thể tiếp cận kết dính được ít hạt rắn hơn à tạo bông cặn nhỏ và kích thước chưa đủ lớn để dễ dàng lắng bằng trọng lực. Việc sử dụng liều lượng không hợp lý này đề dẫn đến hiệu quá của quá trình đông tụ là không cao.
Thực tế mẫu nước trước và sau khi xử lý tạo bông
Hiện nay, trên thị trường có nhiều muối nhôm hoặc muối sắt làm chất đông tụ là: Al2(SO4)3.18H2O, NaAlO2, Al2(OH)5Cl, Fe2(SO4)3.2H2O, FeCl3,…
Công ty Tin Cậy chúng tôi hiện đang cung cấp hóa chất PAC (poly Aluminium Clorine) là loại phèn nhôm tồn tại dưới dạng cao phân tử (polyme), có công thức [Al2(OH)nCl6-n]m. Hiện nay, PAC ngày càng được sử dụng rộng rãi hơn thay cho các loại phèn nhôm và phèn sắt sunphat trong xử lí nước thải nhớ các ưu điểm sau:
Khi dùng dư hóa chất đông -keo tụ tạo bông cặn tạo được nhỏ và không đủ kích thước để lắng
Hiệu quả lắng trong cao hơn 4-5 lần
Ít làm biến động pH nước
Loại bỏ chất hữu cơ hòa tan và không hòa tan cùng các kim loại nặng khác
Không bị đục nước
2. QUÁ TRÌNH KEO TỤ
Keo tụ là quá trình kết hợp các hạt lơ lửng khi cho các chất keo tụ vào nước (các hợp chất cao phân tử). Khác với đông tụ, quá trình keo tụ không chỉ diễn ra do tiếp xúc trực tiếp mà còn do sự tương tác lẫn nhau giữa các phân tử chất keo tụ hấp phụ các hạt lo lửng trong nước.
Sự keo tụ thúc đẩy quá trình tạo bông hydroxit kim loại (thường dùng là muối nhôm và sắt) nhằm tăng vận tốc lắng, giảm chất đông tụ, giảm thời gian đông tụ và tăng vận tốc lắng.
Chất keo tụ có thể là hợp chất tự nhiên và tổng hợp. Chất keo tụ tự nhiên là tinh bột, este, xenlulo,….Chất keo tự tổng hợp như là poliacrilamit (PAA) hay thông dụng hơn hết hiện nay là polytetsu ([Fe 2(OH)n(SO4) 3-n/ 2]m) hoặc cũng có thể là PAC như đã giới thiệu ở trên.
Cơ chế hoạt động của chất keo tụ:
Hấp phụ phân tử chất keo tụ trên bề mặt hạt keo, tạo thành mạng lưới phân tử chất keo tụ. Dưới tác dụng của chất keo tụ giữa các hạt keo tạo thành cầu nối polime, các hạt keo tích điện âm thúc đẩy quá trình keo tụ với các hydroxit kim loại qua đó tạo thành hạt keo lớn hơn giúp tăng khả năng lắng tách nhanh và hoàn toàn ra khỏi nước. Quá trình trên sẽ được đẩy nhanh 2-3 lần và tăng hiệu quả lắng trong khi thêm silicat hoạt tính.
Hiện nay, trên thị trường có nhiều hóa chất keo tụ như Sulfate nhôm (Aluminium Sulfate), Chlorua sắt (Ferric chloride), polytetsu,…Công ty Tin Cậy chúng tôi hiện đang cung cấp hóa chất polytetsu với nhiều ưu điểm hơn so với các hóa chất keo tụ khác.
Khả năng keo tụ của hợp chất Polytetsu (muối sắt) bền vững hơn nhiều so với các chất keo tụ gốc nhôm.
Tốc độ keo tụ rất nhanh.
Có thể áp dụng tốt cho nước với dải pH rộng (từ 3-10).
Có khả năng làm giảm lượng BOD và COD trong nước thải.
Polytetsu ngoài tác dụng keo tụ còn giúp khử mùi hiệu quả, Polytetsu có tác dụng rất mạnh trong việc khử mùi Amoniac và mùi của các hợp chất Sunphua như: Methanethiol (CH3SH), Hydrogen sulfide (H2S) và Dimethyl sulfide ((CH3)2S).
Muối sắt có một số ưu điểm hơn muối nhôm:
Hoạt động tốt hơn ở nhiệt độ nước thấp
Giá trị tối ưu pH trong khoảng rộng hơn
Bông bền và thô hơnà lắng nhanh và dễ hơn
Có thể ứng dụng cho nước có khoảng nồng độ muối rộng hơn
Có khả năng khử mùi độc và vị lạ do có mặt của H2S
Tuy nhiên cũng có một số nhược điểm:
Tính axit mạnh, làm ăn mòn thiết bị
Bề mặt các bông ít phát triển hơn
Hiện nay, Polytetsu được sử dụng rất rộng rãi trong những nhà máy xử lý nước thải và kể các hồ bơi giải trí cũng sử dụng hóa chất này.
Sự khác biệt giữa hai quá trình đông tụ và keo tụ
Thực tế tạo bông cặn của quá trình keo tụ này cũng tương tự như quá trình đông tụ, nó chỉ khác nhau ở bản chất tạo bông, với đông tụ là liên kết các hạt rắn bằng lực tĩnh điện, còn với keo tụ là hấp phụ các hạt rắn lên bề mặt hạt keo. Chính vì vậy mà 2 quá trình này luôn diễn ra song song và đồng thời luôn đi kèm với nhau.
Địa chỉ: Số 4, Đường số 3, Khu Dân Cư Vạn Phúc, P.Hiệp Bình Phước, Q.Thủ Đức,Tp.HCM
Điện thoại: (028) 2253 3535 Mobile: 0903 908 671 – 0933 015 035
Email: tincay@tincay.com; nguyenle@tincay.com
Mọi thắc mắc và thông tin chi tiết về các sản phẩm trên xin vui lòng liên hệ: CÔNG TY CỔ PHẦN ĐẦU TƯ THƯƠNG MẠI DỊCH VỤ TIN CẬY
Bạn đang xem bài viết Ứng Dụng Keo Tụ Điện Hoá Trong Xử Lý Nước Thải Mực In trên website Sansangdethanhcong.com. Hy vọng những thông tin mà chúng tôi đã chia sẻ là hữu ích với bạn. Nếu nội dung hay, ý nghĩa bạn hãy chia sẻ với bạn bè của mình và luôn theo dõi, ủng hộ chúng tôi để cập nhật những thông tin mới nhất. Chúc bạn một ngày tốt lành!