Giáo trình: Kỹ thuật xử lý nước thải – Đại học Dân lập Lạc Hồng CHƯƠNG 3. XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA LÝ 3.1 XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG QUÁ TRÌNH KEO TỤ TẠO BÔNG 3.1.1 Giới thiệu chung Trong nước và nước thải, một phần các hạt tồn tại ở dạng các hạt keo mịn phân tán, kích thước của hạt thường dao động trong khoảng 0.1 – 10 µm. Các hạt này không nổi cũng không lắng, do đó tương đối khó tách loại. Thời gian để tách loại các hạt này bằng cách cho lắng tự nhiên sẽ mất thời gian rất lớn (Bảng 3.1). Bảng 3.1 Kích thước hạt và thời gian lắng Kích thước hạt (mm) Loại hạt Thời gian lắng (1 m) 10 Sỏi 1 s 1.0 Cát 10 s 0.1 Cát mịn 2 phút 0.01 Sét 2h 0.001 Vi khuẩn 8 ngày 0.0001 Hạt keo 2 năm 0.00001 Hạt keo 20 năm Vì kích thước hạt nhỏ, tỷ số diện tích bề mặt và thể tích của chúng rất lớn nên hiện tượng hóa học bề mặt trở nên rất quan trọng. Theo nguyên tắc, các hạt nhỏ trong nước có khuynh hướng keo tụ do lực hút Vander Waals giữa các hạt. Lực này có thể dẫn đến sự dính kết giữa các hạt khi khoảng cách giữa chúng đủ nhỏ nhờ va chạm. Sự va chạm xảy ra do chuyển động Brown và do tác động của sự xáo trộn. Tuy nhiên, trong trường hợp phân tán keo, các hạt duy trì trạng thái phân tán nhờ lực đẩy tĩnh điện vì bề mặt các hạt mang tích điện, có thể là điện tích âm hoặc điện tích dương nhờ sự hấp thụ có chọn lọc các ion trong dung dịch hoặc sự ion hóa các nhóm hoạt hóa. Trang thái lơ lửng của các hạt keo được bền hóa nhờ lực đẩy tĩnh điện. Do đó, để phá tính bền của hạt keo cần trung hòa điện tích bề mặt của chúng, quá trình này được gọi là quá trình keo tụ. Các hạt keo đã bị trung hòa điện tích có thể lien kết với những hạt keo khác tạo thành bong cặn có kích thước lớn hơn, nặng hơn và lắng xuống, quá trình này được gọi là quá trình tạo bông. Quá trình thủy phân các chất keo tụ và tạo thành bong cặn xảy ra theo các giai đoạn sau: Me 3+ + HOH  Me(OH) 2+ + H + Me(OH) 2+ + HOH  Me(OH) + + H + Me(OH) + + HOH  Me(OH) 3 + H + Me 3+ + HOH  Me(OH) 3 + 3H + Liều lượng của các chất keo tụ này tùy thuộc vào nồng độ tạp chất rắn có trong nước thải ( bảng 3.2). Bảng 3.2 Liều lượng các chất keo tụ ứng với các hàm lượng chất rắn khác nhau của tạp chất Nồng độ tạp chất trong nước (mg/L) Liều lượng chất đông tụ khan (mg/L) 1 – 100 25 – 35 101 – 200 30 – 45 201 – 400 40 – 60 401 – 600 45 – 70 601 – 800 55 – 80 801 – 1000 60 – 90 49 Giáo trình: Kỹ thuật xử lý nước thải – Đại học Dân lập Lạc Hồng 1001 – 1400 65 – 105 1401 – 1800 75 – 115 1801 – 2200 80 – 125 2201 – 2500 90 – 130 Nguồn: Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga (2006). Cơ chế của quá trình keo tụ Quá trình keo tụ tạo bông thường được thực hiện bởi hai cơ chế sau: điện động học và kết bông. Điện động học: giảm thế Zeta dẫn đến ưu tiên lực lien kết Vader Waals. Các chất keo tụ thường dùng Những chất keo tụ thường dùng nhất là các muối sắt, muối nhôm và hỗn hợp của chúng như: Al 2 (SO 4 ) 3 , Al 2 (SO 4 ) 3 .18H 2 O, NaAlO 2 , Al 2 (OH) 5 Cl, KAl(SO 4 ) 2 .12H 2 O, NH 4 Al(SO 4 ) 2 .12H 2 O; FeCl 3 , Fe 2 (SO 4 ) 3 .2H 2 O, Fe 2 (SO 4 ) 3 .3H 2 O, Fe 2 (SO 4 ) 3 .7H 2 O… Việc lựa chọn chất keo tụ phụ thuộc vào các tính chất hóa lý, nồng độ tạp chất, pH, thành phần muối trong nước và chi phí. Để xác định liều lượng tối ưu của chất keo tụ trong quá trình xử lý nước thải thí nghiệm Jar – Test được sử dụng. Muối nhôm Trong các loại phèn nhôm, Al 2 (SO 4 ) 3 được dùng rộng rãi nhất do có tính hòa tan tốt trong nước, chi phí thấp và hoạt động có hiệu quả trong khoảng pH = 4.5 – 7.0. Quá trình điện ly và thủy phân Al 2 (SO 4 ) 3 xảy ra như sau: Al 3+ + H 2 O = AlOH 2+ + H + AlOH 2+ + H 2 O = Al(OH) 2 + + H + Al(OH) 2 + + H 2 O = Al(OH) 3(s) + H + Al(OH) 3 + H 2 O = Al(OH) 4 - + H + Ngoài ra, Al 2 (SO 4 ) 3 có thể tác dụng với Ca(HCO 3 ) 2 theo phương trình phản ứng sau: Al 2 (SO 4 ) 3 + 3Ca(HCO 3 ) 2  Al(OH) 3 ↓ + 3CaSO 4 + 6CO 2 ↑ Trong phần lớn các trường hợp, hỗn hợp NaAlO 2 và Al 2 (SO 4 ) 3 theo tỷ lệ 10:1 – 20:1 được sử dụng, phản ứng xảy ra như sau: 50 Đẩy Điểm đẳng điện Hút Lực đẩy Tổng lực tác động Khoảng cách giữa các hạt Lực hút Điểm có tổng lực tác động lớn nhất Giáo trình: Kỹ thuật xử lý nước thải – Đại học Dân lập Lạc Hồng 6NaAlO 2 + Al 2 (SO 4 ) 3 + 12H 2 O  8Al(OH) 3 ↓ + 2Na 2 SO 4 Việc sử dụng hỗn hợp muối trên cho phép mở rộng khoảng pH tối ưu của môi trường cũng như tăng hiệu quả quá trình keo tụ tạo bông (nhờ tăng khối lượng và tốc độ lắng của bông cặn). Muối sắt Các muối sắt được sử dụng làm chất keo tụ có nhiều ưu điểm hơn so với các muối nhôm do: − Tác dụng tốt hơn ở nhiệt độ thấp; − Có khoảng giá trị pH tối ưu của môi trường rộng hơn (pH = 4 - 7); − Độ bền lớn; − Có thể khử mùi vị khi trong nước thải có H 2 S. Tuy nhiên, các muối sắt cũng có nhược điểm là tạo thành phức hòa tan có màu do phản ứng của ion sắt với các hợp chất hữu cơ. Quá trình keo tụ sử dụng muối sắt xảy ra do các phản ứng sau: FeCl 3 + 3Ca(OH) 2  Fe(OH) 3 ↓ + HCl Fe 2 (SO 4 ) 3 + 6H 2 O  Fe(OH) 3 ↓ + 3H 2 SO 4 Trong điều kiện kiềm hóa: 2FeCl 3 + 3Ca(OH) 2  Fe(OH) 3 ↓ + 3CaCl 2 FeSO 4 + 3Ca(OH) 2  2Fe(OH) 3 ↓ + 3CaSO 4 Chất trợ keo tụ Để tăng hiệu quả quá trình keo tụ tạo bông, người ta thường sử dụng các chất trợ keo tụ (flocculant). Việc sử dụng chất trợ keo tụ cho phép giảm liều lượng chất keo tụ, giảm thời gian quá trình keo tụ và tăng tốc độ lắng của các bông keo. Các chất trợ keo tụ nguồn gốc thiên nhiên thường dùng là tinh bột, dextrin (C 6 H 10 O 5 ) n , các ete, cellulose, dioxit silic hoạt tính (xSiO 2 .yH 2 O). Các chất trợ keo tụ tổng hợp thường dùng là polyacrylamit (CH 2 CHCONH 2 ) n . Tùy thuộc vào các nhóm ion sau phân ly mà các chất trợ đông tụ có điện tích âm hoặc dương như polyacrylic acid (CH 2 CHCOO) n hoặc polydiallydimetyl-amon. Việc lựa chọn hóa chất, liều lượng tối ưu của chúng, trình tự cho vào nước…cũng đều phải xác định bằng thực nghiệm. Thông thường liều lượng chất trợ keo tụ cho vào trong khoảng từ 1 – 5 mg/L. Bảng 3.3. Các hóa chất keo tụ thường dùng. Hóa chất sử dụng Liều lượng (mg/L) pH Ghi chú Vôi 150 – 500 9 – 11 Sử dụng để tách keo và P. Nước thải có độ kiềm thấp và cao, hàm lượng P khác nhau. Phương trình cơ bản 51 Giáo trình: Kỹ thuật xử lý nước thải – Đại học Dân lập Lạc Hồng Ca(OH) 2 + Ca(HCO 3 ) 2  2CaCO 3 + 2H 2 O MgCO 3 + Ca(OH) 2  Mg(OH) 2 + CaCO 3 Nhôm 75 – 250 4,5 – 7,0 Sử dụng để tách keo và P trong nước thải. Nước thải có độ kiềm thấp và cao, hàm lượng P ổn định.Phương trình cơ bản Al 2 (SO 4 ) 3 + 6H 2 O  2Al(OH) 3 + 3 H 2 SO 4 FeCl 3 , FeCl 2 35 – 150 4,0 – 7,0 Sử dụng để tách keo và P trong nước thải. FeSO 4 . 7H 2 O 70 – 200 4,0 – 7,0 Nước thải có độ kiềm thấp và cao, hàm lượng P ổn định. Hàm lượng sắt trong nước thải sau xử lý cho phép hoặc có thể kiểm sóat. Cationic polymer 2 – 5 Không làm thay đổi Sử dụng để keo tụ hạt keo hoặc là chất trợ keo tụ trong trường hợp kết tủa kim lọai. Không nên dùng trong trường hợp hình thành hóa chất trơ. Anionic và một số polymer không phân ly 0,25 – 1,0 Không làm thay đổi Sử dụng như chất trợ keo tụ giúp tăng tốc độ tạo bông và lắng. Các chất trợ lắng và đất sét 3 – 20 Không làm thay đổi Dùng để gia tăng khối lượng trong trường hợp hàm lượng keo rất lõang. Nguồn: W. Wesley Eckenfelder, Jr. 2000 3.1.2 Khuấy trộn Để phản ứng diễn ra hoàn toàn và tiết kiệm hóa chất, quá trình khuấy trộn phải đảm bảo tạo sự xáo trộn đều và phân tán nhanh hóa chất trong bể. Để khuấy trộn hóa chất vào bể, các dạng thiết bị trộn thường được sử dụng là khuấy trộn thủy lực (dạng tĩnh), khuấy trộn bằng khí nén và khuấy trộn cơ học. Khuấy trộn thủy lực: lợi dụng sự xáo trộn của dòng chảy khi bị thay đổi hướng chuyển động được sử dụng để khuấy nhanh hoặc hoặc nhanh kết hợp tạo bông. Loại thiết bị này do không có phần di động nên dễ vận hành và bảo dưỡng; vận tốc dòng nước trong thiết bị tùy thuộc vào loại thiết bị. Đối với thiết bị vách ngăn (a) khoảng cách giữa các vách ngăn bằng 2 lần chiều rộng bể, vận tốc nước trong bể khoảng 0,6 m/s, tổn thất trong bể từ 0,3 – 0,45m và thời gian lưu nước trong bể từ 3- 5 phút, . Đối với thiết bị trộn buồng ngăn tạo bông vận tốc dòng nước trong khoảng từ 0,2 – 0,3m/s; Thiết bị trộn vành chắn (c) đường kính lỗ cần chọn để tổn thất cục bộ 0,3 – 0,4m. Trong thiết bị trộn đường ống vận tốc nước khoảng 1,2 – 1,5 m/s, chiều dài đoạn ống cần thiết để tổn thất áp lực khoảng 0,3 – 0,4m. Một số dạng thiết bị khuấy trộn thủy lực được trình bày trong hình 3.1. 52 Giáo trình: Kỹ thuật xử lý nước thải – Đại học Dân lập Lạc Hồng a. Khuấy trộn bằng vách ngăn b. Buồng ngăn tạo bông c. Thiết bị trộn vành chắn d. Thiết bị trộn ống zích zắc Hình 3.1 Khuấy trộn bằng thủy lực. Khuấy trộn bằng khí nén: dùng bọt không khí nén được phân phối bằng dàn ống khoan lỗ hoặc bộ khuếch tán nhúng chìm để gây sự xáo trộn hỗn hợp trong bể. Đối với ống khoan lỗ, lỗ phải quay xuống dưới để tránh tắc nghẽn do bùn hay cặn lắng đọng. Vận tốc dòng khí qua lỗ khoảng 15 – 20 m/s và vận tốc khí trong ống dẫn từ 10 – 15 m/s. Năng lượng do bọt khí truyền vào nước để khuấy trộn tính theo công thức giãn nở nhiệt như sau       + = 33,10 33,10 ln h KQP a Với P = năng lượng truyền vào nước (Kw); Q a = lưu lượng khí ở áp suất khí trời (m 3 /phút); h = độ ngập nước của lỗ phân phối khí (m); Hay có thể tính toán theo công thức sau a c aa p p vpP ln.= P: năng lượng tiêu tốn (kW); v a : thể tích không khí ở áp suất khí quyển (m 3 /s); p a : áp suất khí quyển; p c : áp suất khí tại điểm xả (KN/m 2 ). Khi đó Gradient vận tốc được xác định 53 Chất keo tụ Nước thải Hỗn hợp nước thải – Chất keo tụ Nước thải và chất keo tụ Dẫn vào bể lắng Cửa tràn Vách ngăn Chất keo tụ Nước thải Nước thải Chất keo tụ Giáo trình: Kỹ thuật xử lý nước thải – Đại học Dân lập Lạc Hồng 5,0         = V P G µ G = gradient vận tốc (s -1 ); µ = độ nhớt động lực của nước (N.s/m 2 ) (độ nhớt động lực của nước ở 20 0 C µ=0,001Ns/m 2 ); P = năng lượng tiêu hao (hay năng lượng truyền vào nước (J/s) (Kw = 1000 J/s); V = dung tích bể trộn (m 3 ). Khuấy cơ học: dùng năng lượng của cánh khuấy để tạo sự xáo trộn của dòng chảy. Các cánh khuấy thường sử dụng như cánh quạt, chong chóng, turbine,…. Thời gian tiếp xúc trong các bể khuấy trộn hóa chất thường từ từ 30 – 60 giây đến 2 phút; Năng lượng khuấy trộn cần đảm bảo gradient vận tốc G trong khoảng 100 – 1000 s -1 . Năng lượng cần thiết để chuyển động cánh khuấy được xác định theo công thức sau 2 3 vAC P d ρ = P = năng lượng, N/s; A = diện tích cánh khuấy, m 2 ; ρ = khối lượng riêng của chất lỏng, kg/m 3 ; v = vận tốc cánh khuấy đối với chất lỏng, m/s; C d = hệ số ma sát. Gradient vận tốc sinh ra do đưa năng lượng từ bên ngoài vào thể tích nước V được xác định như công thức trên. Thời gian khuấy trộn là nhân tố quan trọng, thường thời gian khuấy trộn cần đảm bảo G.t = 1 x 10 4 – 1 x 10 5 . 3.1.3 Tạo bông Để quá trình tạo bông, các thiết bị vách ngăn hoặc cánh khuấy thường được sử dụng. Trong quá trình tạo bông cần lưu ý năng lượng khuấy trộn đưa vào, nếu năng lượng khuấy trộn quá lớn sẽ dẫn đến phá vỡ bông cặn. Thường trong bể tạo bông năng lượng khuấy trộn nằm trong khoảng G = 20 – 50 s -1 ; với thời gian khuấy trộn nằm trong khoảng từ 10 – 60 phút tùy theo loại nước thải (Bảng 3.4). Chiều sâu của bể tạo bông có thể chọn như độ sâu của bể lắng. Bảng 3.4 G và HRT trong thiết bị keo tụ - tạo bông thường dùng trong hệ thống XLNT Quá trình Khoảng giá trị HRT G (s -1 ) Khuấy trộn (Keo tụ) Khuấy trộn nhanh thường dùng tronh hệ thống XLNT 5 – 20 s 250 – 1500 Khuấy trộn nhanh trong quá trình lọc tiếp xúc < 1 – 5 s 1500 – 7500 Tạo bông Quá trình tạo bông thường dùng trong XLNT 10 – 30 phút 20 – 80 Tạo bông trong quá trình lọc trực tiếp 2 – 10 phút 20 – 100 Tạo bông trong quá trình lọc tiếp xúc 2 – 5 phút 30 - 150 Nguồn: W. Wesley Eckenfelder, Jr. 2000 54 Giáo trình: Kỹ thuật xử lý nước thải – Đại học Dân lập Lạc Hồng 3.1.4 Năng lượng khuấy trộn Máy khuấy dạng chân vịt và dạng Turbine (Propeller and Turbine Mixers) Tùy thuộc vào chế độ chảy của dòng mà năng lượng khuấy trộn sẽ khác nhau, cụ thể + Khi dòng chảy tầng (N R < 10) : P = k.µ.n 2 .D 3 ; + Khi dòng chảy rối (N R > 10.000) : P = k.µ.n 3 .D 5 . Với N R = số Reynolds; P = năng lượng cần thiết (W); k =hằng số phụ thuộc vào cánh khuấy và chế độ chảy; µ = độ nhớt động học (N.s/m 2 ); ρ = khối lượng riêng của chất lỏng (Kg/m 3 ); D = đường kính cánh khuấy (m); N = vận tốc (vòng/phút). − Số Reynold µ ρ 2 nD N R = µ: độ nhớt động học (N.S/m 2 ); ρ: khối lượng riêng của chất lỏng (Kg/m 3 ); D: đường kính cánh khuấy (m); n: vận tốc (vòng/phút). Máy khuấy dạng máy chèo (Paddle Mixer) Đối với cánh khuấy dạng mái chèo, vận tốc đỉnh của cánh khuấy thường dao động trong khoảng 0.6 – 0.9 m/s để đảm bảo đủ năng lượng khuấy trộn nhưng không làm vỡ bông cặn. Năng lượng của cánh khuấy được xác định theo công thức pD vFP .= 2 2 pD D vAC F ρ = Trong đó: F D : lực cản (N); C D : hệ số lực cản của cánh khuấy; A: diện tích của cánh khuấy (m 2 ); v p : vận tốc tương đối của cánh khuấy trong chất lỏng (m/s), ~ 0.7 – 0.8 vận tốc đầu cánh; P: năng lượng cần thiết (W). Máy khuấy dạng tĩnh (Static Mixer) P = ρ.Q.h P = năng lượng tiêu tốn (kW); Ρ = khối lượng riêng của nước (kg/m 3 ); h = tổn thất áp lực khi chất lỏng chuyển động qua thiết bị (m); Q = lưu lượng (m 3 /s). 55 Giáo trình: Kỹ thuật xử lý nước thải – Đại học Dân lập Lạc Hồng Bảng 3.5 Giá trị k Cánh khuấy Chảy tầng Chảy rối Cánh chân vịt, 3 cánh bước răng vuông 41.0 0.32 Cánh chân vịt, 3 cánh 43.5 1.00 Turbine 6 cánh phẳng 71.0 6.30 Turbine 6 cánh cong 70.0 4.80 Turbine quạt 6 cánh 70.0 1.65 Turbine 6 cánh dạng mũi tên 71.0 4.00 Mái chèo phẳng 6 cánh 36.5 1.70 Shrouded turbine 2 cánh cong 97.5 1.08 Shrouded turbine với phân cố định 172.5 1.12 3.1.6 Một số ứng dụng trong keo tụ nước thải công nghiệp Quá trình keo tụ được sử dụng để lọai bỏ thành phần keo và chất lơ lửng trong nước thải công nghiệp. Một số ứng dụng quá trình keo tụ trong xử lý nước thải công nghiệp được trình bày dưới đây Nước thải sản xuất giấy carton và giấy vệ sinh. Phèn nhôm rất hiệu quả trong việc keo tụ nước thải sản xuất giấy carton và giấy vệ sinh. Trong quá trình keo tụ tạo bông nước thải sản xuất giấy, silicat hoặc polyelectrolyte sẽ được thêm vào để giúp cho bông cặn lắng nhanh hơn. Bảng 6 trình bày một số thông số liên quan đến xử lý nước thải sản xuất giấy carton. Bảng 3.6. Một số kết quả xử lý nước thải sản xuất giấy carton và giấy vệ sinh. Nước thải sản xuất giấy Dòng vào Dòng ra Chất keo tụ (ppm) Thời gian lưu (h) Bùn (% chất rắn) Ghi chú BOD SS BO D SS pH Phèn nhôm Silicate Khá c Carton - 350- 450 15- 60 3 5 1,7 2-4 Tuyển nổi 38,7 m 3 /m 2 .ngày Carton - 140- 420 10- 40 1 10 0,3 2 Carton - 240- 600 35- 85 2,0 2-5 Carton 127 593 68 44 6,7 10-12 10 1,3 1,76 Vệ sinh 140 720 36 10- 15 2 4 Vệ sinh 208 33 6,6 4 Nguồn: W. Wesley Eckenfelder, Jr. 2000 56 Giáo trình: Kỹ thuật xử lý nước thải – Đại học Dân lập Lạc Hồng Sản xuất bột giấy. Để xử lý màu trong nước thải sản xuất bột giấy người ta cũng sử dụng phương pháp keo tụ. Các thông số về hóa chất keo tụ, pH, hiệu quả xử lý độ màu và COD được trình bày trong bảng 3.7. Bảng 3.7. Hiệu quả xử lý độ màu của sản xuất bột giấy bằng phương pháp keo tụ tạo bông HTXL Chất keo tụ Liều lượng (mg/L) pH Độ màu COD Dòng vào (mg/L) Hiệu quả XL (%) Dòng vào (mg/L) Hiệu quả XL (%) 1 Fe 2 (SO 4 ) 3 500 3,5 – 4,5 2250 92 776 60 Phèn nhôm 400 4,0-5,0 92 53 Vôi 1500 92 38 2 Fe 2 (SO 4 ) 3 275 3,5 – 4,5 1470 91 480 53 Phèn nhôm 250 4,0-5,5 93 48 Vôi 1000 85 45 3 Fe 2 (SO 4 ) 3 250 4,5 – 5,5 940 85 468 53 Phèn nhôm 250 5,0-6,5 91 44 Vôi 1000 85 40 Nguồn: W. Wesley Eckenfelder, Jr. 2000 Nước thải chứa dầu ở dạng nhũ tương. Nước thải chứa dầu ở dạng nhũ tương có thể xử lý bằng việc sử dụng quá trình keo tụ. Các hạt dầu có kích thước khỏang 10 -5 cm và ổn định nhờ quá trình hấp phụ các ion. Các chất nhũ hóa thường dùng là xà phòng hoặc các anion họat tính. Có thể phá nhũ bằng quá trình “muối hóa” bằng cách cho vào nước thải các muối chẳng hạn muối CaCl 2 . Cũng có thể phá nhũ bằng cách hạ pH xuống thấp. Nước thải từ quá trình sản xuất bạc đạn có chứa xà phòng và chất tẩy rửa, dầu cắt, dầu mài, axít phosphoric và dung môi được xử lý bằng cách dùng 800 mg/L phèn nhôm, 450mg/L H 2 SO 4 và 45 mg/L polyelectrolyte. Bảng 3.8 trình bày kết quả trước xử lý và sau xử lý của nước thải sản xuất bạc đạn. Bảng 3.8. Kết quả trước xử lý và sau xử lý của nước thải sản xuất bạc đạn Thông số Đơn vị Nước thải trước xử lý Nước thải sau xử lý pH 10.3 7.1 Chất rắn lơ lửng (SS) mg/L 544 40 Dầu và mỡ mg/L 302 28 Fe mg/L 17,9 1,6 57 Giáo trình: Kỹ thuật xử lý nước thải – Đại học Dân lập Lạc Hồng PO 4 mg/L 222 8,5 Nguồn: W. Wesley Eckenfelder, Jr. 2000 Nước thải giặt. sự có mặt của chất họat động bề mặt anion sẽ làm gia tăng lượng chất keo tụ thêm vào. Đầu phân cực của chất họat động bề mặt sẽ đi vào lớp điện thế kép của hạt keo làm keo ổn định và âm tính. Nước thải từ công nghiệp giặt đã được xử lý với H 2 SO 4 sau đó bằng vôi và phèn nhôm. Với công nghệ này đã giảm được COD từ 12000 mg/L xuống còn 1800 mg/L, SS từ 1620 mg/L xuống còn 105 mg/L với liều lượng hóa chất sử dụng là 1400 mg/L H 2 SO 4 , 1500 mg/L vôi và 300 mg/L phèn nhôm. Nước thải giặt chứa chất tẩy rửa tổng hợp có thể keo tụ bằng chất họat động bề mặt cationic để trung hòa các chất họat động bề mặt anion và sau đó thêm muối canxi để kết tủa phosphat, vận hành ở pH = 8.5 có thể lọai gần như hòan tòan lượng phostphat có trong nước thải. Kết quả xử lý nước giặt được trình bày trong bảng 3.9. Bảng 3.9. Kết quả xử lý nước thải từ quá trình giặt Thông số Đơn vị Nước thải trước xử lý Nước thải sau xử lý pH 7.1 7.7 ABS mg/L 63 0,1 BOD mg/L 243 90 COD mg/L 512 171 PO 4 mg/L 267 150 CaCl 2 mg/L 480 Chất họat động bề mặt cationic mg/L 88 Nguồn: W. Wesley Eckenfelder, Jr. 2000 Nước thải từ quá trình giặt cũng có thể sử dụng phèn sắt (Fe 2 (SO 4 0 3 ) để xử lý. Với pH = 6,4 – 6,6 và liều lượng phèn sắt đưa vào 0,24 kg/m 3 có thể lọai bỏ BOD đến 90%. Nước thải sản xuất latex. Chất thải polymer từ quá trình sản xuất latex cũng được xử lý bằng phương pháp keo tụ tạo bông. Với liều lượng 500 mg/L FeCl 2 và 200 mg/L vôi ở pH = 9.6 hiệu quả xử lý COD là 75% và BOD là 94%. Chất thải từ quá trình sản xuất sơn có gốc latex cũng áp dụng phương pháp keo tụ. Kết quả xử lý bằng việc sử dụng 345 mg/L phèn nhôm ở pH = 3,5 -4,0 được trình bày trong bảng 3.10. Bảng 3.10. Kết quả xử lý nước thải sơn có latex là chất nền 58 [...]... polyelectrolyte, kết quả được trình bày trong bảng 3. 12 Bảng 3. 12 Hiệu quả xử lý nước thải thuộc da Thông số Đơn vị Nước thải trước xử lý Nước thải sau xử lý COD mg/L 7800 2900 BOD mg/L 35 00 1450 SO4 mg/L 1800 1200 Cr mg/L 100 3 59 Giáo trình: Kỹ thuật xử lý nước thải – Đại học Dân lập Lạc Hồng Nguồn: W Wesley Eckenfelder, Jr 2000 3. 2 XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG QUÁ TRÌNH TUYỂN NỒI Tuyển nổi là quá trình ứng dụng rộng.. .Giáo trình: Kỹ thuật xử lý nước thải – Đại học Dân lập Lạc Hồng Thông số Đơn vị Nước thải trước xử lý Nước thải sau xử lý COD mg/L 434 0 178 BOD mg/L 1070 90 Tổng chất rắn mg/L 2550 446 Nguồn: W Wesley Eckenfelder, Jr 2000 Nước thải dệt nhuộm Bảng 3. 11 Hiệu quả xử lý nước thải dệt nhuộm bằng phương pháp keo tụ tạo bông HTXL 250 7,5 – 11,0 30 0 5-9 1200 Fe2(SO4 )3 500 3- 4, 9-11 500 8,5-10... - 70 m3/m2.h; thời gian tuyển nổi từ 20 đến 30 phút và mức nước trong bể tuyển nổi từ 1,5-2 m; 3. 3 XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ Phương pháp hấp phụ được dùng rộng rãi để làm sạch triệt để nước thải khỏi các chất hữu cơ hòa tan không xử lý được bằng các phương pháp khác Tùy theo bản chất, quá trình hấp phụ được phân loại thành: hấp phụ lý học và hấp phụ hóa học - Hấp phụ lý học là quá trình. .. Nước Khí + Nước Khí Nước Khí Khí Nước 1.Cấp theo đường ống hút của bơm 2.Cấp theo đường có áp của bơm Nước 3. Dùng Ejector 62 Giáo trình: Kỹ thuật xử lý nước thải – Đại học Dân lập Lạc Hồng Cách bố trí đường khí – nước vào và khí – nước ra bể áp lực 3 2 2 5 3 4 4 2 1 1 3 1 1 6 Đưa nước từ dưới lên 3 1 1 5 2 4 2 Đưa nước vào dạng phun tia 1.Ống áp lực dẫn hỗn hợp nước – khí vào thùng; 2.Ống dẫn nước đã... 20 03 Để tránh tắc màng, người ta thường áp dụng ba biện pháp sau: - Xử lý sơ bộ nước đầu vào; - Rửa bằng nước/ khí; - Rửa bằng hóa chất Xử lý sơ bộ Để xử lý sơ bộ nước đầu vào hệ thống NF và RO người ta thường áp dụng các phương pháp sau: 1 Xử lý bằng hóa chất và lọc hoặc bằng lọc và sử dụng UF nếu thấy cần thiết để loại bỏ hạt keo; 2 Sử dụng lõi lọc có kích thước 5 – 10 µm để giảm chất rắn lơ lửng; 3. .. nổi; 3. Khí dư; 4.Vách ngăn; 5.Ống báo mực nước; 6.Máy khuấy 2 Đưa nước từ trên xuống Hình 3. 2 Các dạng bố trí đường khí và nước trong hệ tuyển nổi khí hòa tan Các dạng thiết bị tuyển nổi áp lực Hiện nay tuyển nổi áp lực được thực hiện theo hai sơ đồ sau 63 Giáo trình: Kỹ thuật xử lý nước thải – Đại học Dân lập Lạc Hồng Nước thải Hóa chất Bể tuyển nổi Bể tuyển nổi Hóa chất + nước thải Tuần hoàn nước. .. tiền xử lý Hình dưới trình bày một sơ đồ xử lý nước tinh khiết sử dụng màng RO và có kết hợp các quá trình khác Xử lý sơ bộ Lọc màng Hậu xử lý Acid/Antiscalant Nước vào MF Dòng đậm đặc Nước lọc tinh khiết Dòng lọc Khử Thổi trùng 3. 5.2 Electrodialysis và Bơm tuần hoànkhí Anode + Cơ sở lý thuyết điều Quá trình này được sử dụng để tách các muối ion có trong nước cấp và nước thải chỉnh theo sơ đồ nguyên lý. .. Ca2+(Mg2+) Nước ra Nước vào Na+ Na+ Chất lượng nước sau xử lý có thể đạt Hardness = 1 mg/L; Cần tăng thêm bình trao đổi; Trở lực của nước trong vận hành lớn hơn; Độ kiềm bicarbonate trong nước ở bất kỳ dạng nào đều chuyển thành NaHCO3 2NaHCO3 → Na2CO3 + CO2↑ + H2O + Na2CO3 + H2O → Nước ra Làm mềm nước và khử kiềm 2NaOH + CO2↑ Tính kiềm của nước lò hơi tăng, đường ống bị ăn mòn bởi CO2 73 Giáo trình: Kỹ thuật. .. sau Phần nước cặn và dung dịch rửa Nước sau lọc Lọc Nước vào Bơm cấp Phần nước cặn và dung dịch rửa Màng lọc Khí hoặc dung Bơm tuần dịch rửa hoàn A.Quy trình giao dòng Dòng tuần hoàn Nước sau lọc Nước vào Lọc Màng lọc Khí hoặc dung dịch rửa B.Quy trình giao dòng có bể chứa Bơm cấp 76 Giáo trình: Kỹ thuật xử lý nước thải – Đại học Dân lập Lạc Hồng Phần nước cặn và dung dịch rửa Nước sau lọc Lọc Nước vào... chất hòa tan trong nước thải Bảng 3. 13 cung cấp các trị số hòa tan của không khí vào nước ở áp suất khí quyển 61 Giáo trình: Kỹ thuật xử lý nước thải – Đại học Dân lập Lạc Hồng Bảng 3. 13 Trị số hòa tan của không khí vào nước ở nhiệt độ khác nhau tại áp suất khí quyển Nhiệt độ (oC) Thể tích hòa tan (ml/L) 0 28.8 10 23. 5 20 20.1 30 17.9 40 16.4 50 15.6 60 15.0 70 14.9 80 15.0 90 15 .3 100 15.9 Nguồn: W.Wesley . Giáo trình: Kỹ thuật xử lý nước thải – Đại học Dân lập Lạc Hồng CHƯƠNG 3. XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA LÝ 3. 1 XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG QUÁ TRÌNH KEO TỤ TẠO BÔNG 3. 1.1 Giới thiệu. có trong nước thải. Kết quả xử lý nước giặt được trình bày trong bảng 3. 9. Bảng 3. 9. Kết quả xử lý nước thải từ quá trình giặt Thông số Đơn vị Nước thải trước xử lý Nước thải sau xử lý pH 7.1. thải thải Hóa chất + nước thải Hóa chất + nước thải Bể tuyển nổi Bể tuyển nổi Bồn khuếch tán Bồn khuếch tán Tuần hoàn nước Tuần hoàn nước sau xử lý 10-50% sau xử lý 10-50% Giáo trình: Kỹ thuật xử