Jartest

THÍ NGHIỆM JARTEST CHƯƠNG 1: CÁC TÍNH CHẤT CỦA DUNG DỊCH KEO Trong nước mặt, nước ngầm nước thải, có nhiều chất hoà tan, chất keo, chất rắn lơ lửng (nước thải) Xử lý phương pháp keo tụ cho vào nước chất keo tụ (coagulant) Các chất trung hoà điện tích hạt keo hoà tan nước, ngăn cản chuyển động hỗn loạn ion giúp cho việc liên kết tạo keo tụ thuận lợi Đối với nước thải có hàm lượng SS cao, trình keo tụ có tác dụng lớn việc kết cặn để đến trình lắng sau loại cặn này, tức giảm lượng SS đáng kể Dung dich keo Hệ phân tán cao – hệ keo :  = 1.10-6 – 1.10-4 mm Hệ keo hàng ngàn, hàng chục ngàn phân tử, nguyên tử, ion tập hợp lại – hệ keo hệ dị thể Các tính chất dung dịch keo: 1.1 Tính Tính Tính Tính chất chất chất chất quang học hấp phụ động học điện học Tính chất quang học – Hiệu ứng Tyndall: Khi chiếu chùm tia sáng qua bình đựng dung dịch keo, ta thấy có chùm tia sáng hình nón ( tượng không thấy dung dịch thật ), hiệu ứng gọi hiệu ứng Tyndall Nguyên nhân hạt keo có tính tán xạ ánh sáng, chiếu sáng hạt keo trở thành nguồn sáng mới, mổi hạt keo đường tia sáng trở thành nguồn sáng nên chiếu chùm tia sáng qua dung dich keo thấy chùm sáng hình nón THÍ NGHIỆM JARTEST Nguồ n sá ng Sơ đồminh hoạ hiệu ứ ng Tyndall 1.2 Tính chất hấp phụ: Do có điện tích nên hạt keo có tính hấp phụ: - Hấp phụ đặc trưng : hạt keo có điện tích dương hấp phụ ion âm ngược lại Hấp phụ chọn lọc : Trong dung dịch keo có chất điện ly, bề mặt chất hấp phụ rắn (hạt keo) ưu tiên hấp phụ ion theo thứ tự sau: + Ion tạo : ion có thành phần cấu tạo nên bề mặt chất hấp phụ ( nhân keo ) ion có bề mặt vật rắn Ví dụ: chất hấp phụ (AgI)n, dung dịch có I- , Cl- , Ca2+ , Mg2+ trước hết ion I- hấp phụ bề mặt (AgI)n + Sau hấp phụ ưu tiên (I -), bề mặt vật rắn tích điện âm, hấp thụ ion trái dấu (ion đối) Nếu dung dịch có nhiều ion đối bề mặt hấp phụ ion có điện tích lớn hấp phụ ion có bán kính (kể vỏ solvat) nhỏ Trong dung dịch nước thứ tự ưu tiên là: Cation hoá trị 1: Cs+ > Rb+ > K+ > Na+ > Li+ Cation hoá trị 2: Ba+2 > Sr+2 > Ca+2 > Mg+2 Anion hoá trị 1: I- > NO3- > Br- > Cl- > F- 1.3 Quá trình hấp phụ có trao đổi ion hạt keo môi trường gọi hấp phụ trao đổi ng dụng làm mềm nước Tính chất động học hệ keo: THÍ NGHIỆM JARTEST - - - 1.4 a Sự khuếch tán: khuếch tán vận chuyển vật chất từ vùng có nồng độ cao đế vùng có nồng độ thấp ảnh hưởng chuyển động nhiệt hỗn loạn dẫn đến san nồng độ hạt keo toàn thể tích hệ Do có kích thước lớn nên hạt keo có vận tốc chuyển động thấp hn ion, phân tử Chuyển động Brow: hạt keo chuyển động hỗn loạn, nên hạt keo khó lắng nguyên nhân làm cho hệ bền Cường độ chuyển động giảm nhanh kích thước hạt tăng Các hạt keo có khối lượng tương đối lớn nên tác dụng trọng lực hạt keo có xu hướng lắng xuống p suất thẩm thấu: áp suất thẩm thấu dung dịch keo nhỏ nhiều so với dung dịch thật so với điều kiện nhiệt độ, trọng lượng, nguyên nhân hạt dung dịch keo bị giảm di tập hợp phân tử, ion thành hạt keo Tính chất điện học: Hiện tượng điện động: Các hạt sét tích điện âm chuyển độn vể phía Anốt tác dụng điện trường gọi tượng điện chuyển Nước đóng vai trò pha phân tán chuyển động Katốt tác dụng điện trường gọi tượng điện thẩm Khi cho dòng nước chảy qua màng xốp đặt mà hai đầu có cắm điện cực kim điện kế bị lệch Hiện tượng chứng tỏ pha lỏng chuyển động với pha rắn gây điện gọi chảy Khi cho cát thạch anh lắng ly đựng nước có cắp điện cực kim điện kế bị lệch Như pha rắn chuyển động tương pha lỏng tạo điện gọi sa lắng b Thế điện động – Điện tích kép: Trên ranh giới phân chia giửa hai pha có thành phần hoá học khác sảy trình phân bố điện tích kèm theo chuyển phân tử mang điện từ pha sang pha khác, kết điện tích tạo thành bề mặt pha điện tích pha trái dấu Như có lớp điện tích kép tạo thành THÍ NGHIỆM JARTEST Khi nhúng kim loại dễ bị oxy hoá vào dung dịch điện ly ion lưới tinh thể kim loại dễ bị hydrat hoá chuyển vào dung dịch, bề mặt kim loại lại điện tử dư Nhờ lực hút tónh điện vùng tiếp xúc với bề mặt tích điện âm kim loại, ion có điện tích dương (của dung dịch từ kim loại) tập trung lại Như ranh giới kim loại – dung dịch, xuất lớp điện tích képcân xem tụ điện phẳng (gọi lớp Helmholtz) Bề mặt bên mang điện tích âm ( - ), bên ( + ) khoảng cách  vô nhỏ bé bán kính ion solvat hoá Sự xuất lớp điện tích kép dẫn đến việc hình thành hai pha điện  Giữa ion tạo ion đối có lực hút tónh điện hấp thụ chọn lọc nên số ion bị ghì sát vào bề mặt pha rắn tạo thành lớp hấp phụ (lớp không chuyển động) Tuy nhiên có phần ion đối phân bố theo cấu tạocủa lớp Helmholtz, phần lại nằm sâu vào dung dịch tạo thành lớp khuếch tán Các ion chuyển động tương đối tự nên lớp khuếch tán lớp chuyển động Pha rắn Pha rắn Pha lỏng Lớp chuyển động + + + + + + 1  +  Lớp không Lớp hấp Lớp chuyển động phụ khuếch Nhiều trường hợp số ion đối lớp Helmholtz lớn số ion tán tạo đóù ion lớp khuếch tán dấu với ion tạo Thế điện động ( điện Zeta) THÍ NGHIỆM JARTEST Điện xuất lớp chuyển động không chuyển động gọi điện động hay điện zeta:  - Điện xuất pha rắn pha lỏng gọi nhiệt động :  - Bước nhảy điện lớp hấp phụ: 1 Quan hệ   : -     1     1 hay dung dịch loãng:  =  1 tiến đến Nhận xét :  <  ;   thay đổi khác nhiều ảnh hưởng nhiều yếu tố Ví dụ: thêm chất điện ly  không thay đổi  thay đổi nhiều (do  phụ thuộc vào số lượng ion đối lớp khuếch tán mà lượng ion đối phụ thuộc vào nồng độ củ chất điện ly) Mặt cắt   x Các yếu tố ảnh hưởng đến điện zeta  :  đại lượng đặc trưng cho độ bền hệ keo Các yếu tố ảnh hưởng: lượng chất điện ly, pH, nồng độ chất keo nhiệt độ 2.1.Chất điện ly: THÍ NGHIỆM JARTEST -  phụ thuộc vào lượng ion đối lớp khuếch tán, thay đổi lượng dâu chúng  thay đổi theo Khi thêm chất điện ly vào hệ  không thay đổi, thực nghiệm người ta thấy  giảm Các ion chất điện ly dấu với ion lớp khuếch tánđã ép ion dần vào bề mặt pha rắn, bề dày lớp điện tích kép giảm đến bề dày lớp Helmholtz,  giảm dần hệ đạt trạng  = 1 thái đẳng điện  = ; - Bằng thực nghiệm người ta chứng minh ion đối có khả hấp phụ lớn ion hoá trị cao làm giảm  mạnh Đối với ion có hoá trị giống nhau, khả hấp phụ phụ thuộc vào bán kính ion 2.2 Ảnh hưởng pH: - - pH có ảnh hưởng lớn đến  H+, OH- có khả hấp phụ lớn Trong dung dịch mà pha phân tán có tính chất kưỡng tính Al(OH)3 biến thiên pH môi trường gây đổi dấu điện hạt keo thay đổi tính ion hoá phân tử pha phân tán Sự đổi dấu  trường hợp thay đổi pH môi trường khác với trường hợp thêm chất điện ly chổ: ion tao sau đổi dấu không từ dung dịch chuyển vào hệ.mà tạo nên từ chất tạo nên phan phân tán thay đổi phản ứng ion hoá 2.3 Ảnh hưởng nhiệt độ: Nhiệt độ làm tăng chuyển động nhiệt ion đối, độ dày lớp vật liệu kép điện động tăng nhiệt độ tăng Mặt khác nhiệt độ tăng làm cho trình giải hấp tăng vây làm  giảm, giảm nhiệt độ  tăng 2.4 Ảnh hưởng nồng độ chất keo: Khi pha loãng lớp keo giãn ra,  tăng Cũng có trường hợp gây nên phản hấp phụ ion định hiệu, THÍ NGHIỆM JARTEST  giảm kéo theo  giảm Khi nồng độ đậm đặc tác dụng ngược lại CHƯƠNG : CƠ CHẾ CỦA QUÁ TRÌNH KEO TỤ Trong trình lắng học tách hạt chất rắn huyền phù có kích thước lớn (  �102 ), hạt nhỏ dạng keo lắng Ta tăng kích cở hạt nhờ tác dụng tương hỗ hạt phân tán liên kết vào tập hợp hạt để lắng Muốn vậy, trước hết cần trung hoà điện tích chúng, thứ đến liên kết chúng lại với Xử lý phương pháp keo tụ cho vào nước loại hoá chất gọi chất keo tụ đủ làm cho hạt nhỏ biến thành hạt lớn lắng xuống Thông thường trình keo tụ tạo xảy qua hai giai đoạn: - Bản thân chất keo tụ phát sinh thuỷ phân, trình hình thành dung dịch keo, ngưng tụ - Trung hoà hấp phụ lọc tạp chất nước Kết trình hình thành hạt lớn lắng xuống Những hạt rắn lơ lửng mang điện tích âm nước (keo sét, protein …) hút ion dương tạo hai lớp điện tích dương bên bên Lớp ion dương bên liên kết Điện Lớp ion có đốithể dể dàng bị trợt lỏng lẻo nên Như điện tích khuếch tán âm hạt bị giảm xuống Thế điện động hay zeta bị giảm xuống Mặt trượt Hạt keo mang điện tích âm(ion tạo thế) Lớp ion đối cố định Thế zeta Khoảng THÍ NGHIỆM JARTEST Mục tiêu đề giảm zeta, tức giảm chiều cao hàng rào lượng đến giá trị giới hạn, cho hạt rắn không đẩy lẫn cách cho thêm vào ion có điện tích dương để phá vỡ ổn định trang thái keo hạt nhờ trung hoà điện tích Khả dính kết tạo keo tụ tăng lên điện tích hạt giảm xuống keo tụ tốt điện tích hạt không Chính lực tác dung lẫn hạt mang điện tích khác giữ vai trò chủ yếu keo tụ Lực hút phân tử tăng nhanh giảm khoảng cách hạt cách tạo nên chuyển động khác tạo trình khuấy trộn (nguồn: Thoát nước – tập – Xử lý nước thải – HoàngVăn Huệ) Cơ chế trình keo tụ làm ổn định dung dịch keo có nước biện pháp: - Nén lớp điện tích kép dược hình thành giữapha rắn lỏng: giảm điện bể mặt hấp phụ trung hoà điện tích Hình thành cầu nối hạt keo Bắt giữ hạt keo vào cặn Cơ chế trung hoà điện tích: - - Hấp thụ ion hay phân tử mang điện tích trái dấu với điện tích hạt keo Liều lượng chất keo tụ tối ưu cho vào cho điện zeta mV Giảm bề mặt tức giảm điện zeta đẩy tónh điện hạt keo giảm xuống có khả kết nối lại nhờ lực tương tác tónh điện, hệ keo tính ổn định Tăng hàm lượng chất keo tụ, lượng chất keo tụ cho vào nhiều gây tượng keo tụ quét Quá trình làm tăng hiệu keo tụ lên, hệ keo bị ổn định THÍ NGHIỆM JARTEST Cơ chế tạo cầu nối: Để tăng cường trình keo tụ tạo người ta cho thêm vào hợp chất polymer trợ keo tụ Các polymer tạo dính kết hạt keo lại với polymer hạt keo trái dấu Cơ chế tạo cầu nối sảy phản ứng: - Phản ứng 1: hấp phụ ban đầu liều polymer tối ưu, phân từ polymer kết dính vào hạt keo - Phản ứng 2: hình thành cặn Đuôi polymer hấp phụ duổi gắn kết vị trí trống bề mặt hạt keo khác dẫn đến việc hình thành cặn - Phản ứng 3: hấp phụ lần polymer Nếu đoạn cuối duỗi không tiếp xúc với vị trí trống hạt khác polymer gấp lại tiếp xúc với mặt khác hạt Nguyên nhân gây khuếch tán chậm hay độ đục mật độ hạt keo nước thấp - Phản ứng 4: liều lượng polymer dư làm cho bề mặt hạt keo bảo hoà đoạn polymer điều làm cho THÍ NGHIỆM JARTEST 10 không vị rtí trống để hình thành cầu nối đưa đến hệ keo ổn định lại Phản ứng 5: vỡ cặn Khi xáo trộn lâu nhanh làm cho cặnbị phá vỡ trở vể trạng thái ổn định ban đầu (Nguồn: giáo trình Cấp nước đô thị công nghiệp – Nguyễn Phước Dân) - Các yếu tố ảnh hưởng đến trình keo tụ: Quá trình keo tụ phụ thuộc vào hai chế trung hoà điện tích hấp phụ tạo cầu nối Vì yếu tố ảnh hưởng đến hai trình điền gây ảnh hưởng đến trình keo tụ tạo Ảnh hưởng pH Nhiệt độ nước Liều lượng chất keo tụ chất trợ keo tụ Tạp chất nước Tốc độ khuấy trộn Môi chất tiếp xúc: nước trì lớp cặn bùn định, khiến cho trình kết tủa hoàn toàn, tốc độ kết tủa tăng (nguồn: Tài liệu hướng dẫn thí nghiệm Xử lý chất thải) - nh hưởng pH (quyết định trình thuỷ phân chất keo tụ dung dịch) đến trình keo tụ ảnh hưởng quan trọng định hiệu suất việc xử lý THÍ NGHIỆM JARTEST 11 CHƯƠNG : CHẤT KEO TỤ Trước người ta thường dùng trình keo tụ để khử bớt chất rắn lơ lửng, sau BOD nước thải có biến động lớn SS, BOD nước thải cần xử lý theo mùa vụ sản xuất; nước thải cần phải đạt đến giá trị BOD, SS trước cho vào trình xử lý sinh học trợ giúp cho trình lắng bể lắng sơ thứ cấp Các hóa chất thường sử dụng cho trình liệt kê bảng Hiệu suất lắng phụ thuộc vào lượng hóa chất sử dụng yêu cầu quản lý Thông thường tính toán tốt trình loại 80  90% TSS, 40  70% BOD5, 30  60% COD 80  90% vi khuẩn trình lắng học thông thường loại 50  70% TSS, 30  40% chất hữu Các hóa chất thường sử dụng trình keo tụ Tên hóa chất Công thức Phèn nhôm Trọng lượng phân tử Trọng lượng riêng, lb/ft3 Khô Dung dòch Al2(SO4)3.18H2O 666,7 60  75 Al2(SO4)3.14H2O 594,3 78  (49%) 60  75 80 THÍ NGHIỆM JARTEST 12 83  (49%) Ferric chloride FeCl3 162,1 Ferric sulfate Ferric (copperas) Voâi Fe2(SO4)3 400 Fe2(SO4)3.3H2O 454 84  93 70  72 sulfate FeSO4.7H2O 278,0 62  66 Ca(OH)2 56 CaO theo 35  50 Nguoàn: Wastewater Engineering: treatment, reuse, disposal, 1991 Ghi chú: lb/ft3  16,0185 = kg/m3 Ngoài có số chất keo tụ thường sử dụng : Phèn nhôm: NaAlO2 , Al2(OH)5Cl , KAl(SO4)2H2O, NH4Al(SO4)2.12H2O Phèn sắt: Fe2(SO4)3.2H2O Các muối sắt có ưu điểm so với muối nhôm việc làm keo tụ chất lơ lững nước: - Tác dụng tốt nhiệt độ thấp - Khoảng pH tác dụng rông - Tạo kích thước độ bền keo lớn - Có thể khử mùi vị có H2S Nhưng sắt có nhược điểm: tạo phức hoà tan làm cho nước có màu phản ứng Cation sắt với số chất hữu Trong trình tạo thành keo hydroxit nhôm hoăc sắt, người ta thường dùng thêm chất trợ keo tụ Các chất trợ keo tụ tinh bột, dentrin (C 6H10O5)n, ete, xenlulozơ, dioxit silic hoạt tính (xSiO2.yH2O), sét Bentonite … với liều lượng khoảng – mg/l người ta dùng chất trợ keo tụ tổng hợp chất polyacrylamit (CH 2CHCONH2)n (PAC), polyacrylic (CH2CHOOH)n polydiallydimetyl-amôn (nguồn: Công nghệ xử lý nước thải phương pháp sinh học – Lương Đức Phẩm) 85 THÍ NGHIỆM JARTEST 13 Liều lượng chất keo tụ ứng với hàm lượng khác tạp chất nước thải: Nồng độ tạp chất nước thải Liều lượng chất keo tụ khan (mg/l) Từ – 100 25 – 35 101 – 200 30 – 45 201 – 400 40 – 60 401 – 600 45 – 70 601 – 800 55 – 80 801 – 1000 60 – 90 1001 – 1400 65 – 105 1401 – 1800 75 – 115 1801 – 2200 80 – 125 2201 – 2500 90 - 130 (nguoàn: Thoát nước – Tập : xử lý nước thải – Hoàng Văn Huệ) Trong thực tế người ta xác định hàm lượng phèn tối ưu pH tối ưu cho trình keo tụ tao thí nghiệm Jartest CHƯƠNG : CƠ CHẾ PHÂN LY CỦA PHÈN TRONG DUNG DỊCH NƯỚC Quá trình thuỷ phân chất keo tụ tạo thành keo sảy giai đoạn sau: 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 THÍ NGHIỆM JARTEST 14 Trong dung dịch mà pha phân tán có tính chất lưỡng tính Al(OH)3 biến thiên pH môi trường sảy đổi dấu điện hạt keo thay đổi tính ion hoá phân tử pha phân tán - Trong môi trường axit yếu: Al(OH)3 � Al(OH)2  OH Al(OH)2 ion tạo thế, OH- ion đối tác dụng với H+ tạo thành nước nên hạt keo mang điện dương Cũng môi trường axit (pH thấp) Al(OH)2+ + OH- � Al3+ +3OH- Khi Al(OH)3 tan dung dịch axít, dung dịch keo thành dung dịch thật - Trong môi trường bazơ: Al(OH)3 � Al(OH)2O- + H+ Al(OH)2O- ion tạo , H + ion đối, nên dung dịch keo mang điện âm Cũng môi trường pH cao, AlO2- tạo thành theo phản ứng: Al(OH)2O- + H+ � AlO2- + H+ + H2O Khi OH- cao nữa, Al(OH)3 tan dung dịch bazơ, dung dịch keo thành dung dịch thật Sử dụng hóa chất để loại chất rắn lơ lửng Phèn nhôm: thêm vào nước thải có chứa calcium hay magnesium bicarbonate phản ứng xảy sau: Al2(SO4)3.18H2O + 3Ca(HCO)3  3CaSO4 + 2Al(OH)3 + 6CO2 + 18H2O Aluminum hydroxide khoâng tan, lắng xuống với vận tốc chậm kéo theo chất rắn lơ lửng Trong phản ứng tên cần thiết phải có 4,5 mg/L alkalinity (tính theo CaCO3) để THÍ NGHIỆM JARTEST 15 phản ứng hoàn toàn với 10 mg/L phèn nhôm Do cần thiết phải sử dụng thêm vôi để alkalinity thích hợp Vôi: cho vôi vào nước thải phản ứng sau xảy Ca(OH)2 + H2CO3  CaCO3 + 2H2O Ca(OH)2 + Ca(HCO3)2  2CaCO3 + 2H2O Quá trình lắng CaCO3 kéo theo chất rắn lơ lửng Sulfate sắt vôi: hầu hết trường hợp sulfate sắt không sử dụng riêng lẻ mà phải kết hợp với vôi để tạo kết tủa Các phản öùng xaûy nhö sau: FeSO4 + Ca(HCO3)2  2Fe(HCO3)2 + CaSO4 + 2H2O Fe(HCO3)2 + Ca(OH)2  2Fe(OH)2 + 2CaCO3 + 2H2O 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O  4Fe(OH)3 Khi Fe(OH)3 lắng xuống kéo theo chất rắn lơ lửng Trong phản ứng ta cần thêm 3,6 mg/L alkalinity, 4,0 mg/L vôi 0,29 mg/L oxy Ferric chloride: phản ứng xảy sau FeCl3 + H2O  Fe(OH)3 + 3H+ + 3Cl - 3H+ + 3HCO3 -  3H2CO3 Ferric chloride vôi: phản ứng xảy sau FeCl3 + Ca(OH)2  3CaCl2 + 2Fe(OH)3 Ferric sulfate vôi: phản ứng xảy nhö sau Fe2(SO4)3 + Ca(OH)2  3CaSO4 + 2Fe(OH)3 Sử dụng hóa chất để loại bỏ phospho nước thải Phèn nhôm: phản ứng xảy sau THÍ NGHIEÄM JARTEST 16 Al+3 + HnPO43-n  AlPO4 + nH+ Các liều lượng phèn nhôm thường sử dụng hiệu suất khử phospho Hiệu suất khử phospho (%) Tỉ lệ Mole (Al : P) Khoảng biến thiên Giá trị thường dùng 75 1,25 :  1,5 : 1,4 : 85 1,6 :  1,9 : 1,7 : 95 2,1 :  2,6 : 2,3 : Ferric: phản ứng xảy nhö sau Fe+3 + HnPO43-n  FePO4 + nH+ Tùy theo chất nước thải, qui trình xử lý mà giai đoạn khử phospho nước thải có thề diễn bể lắng sơ cấp, bể lắng thứ cấp, bể lắng riêng đặt sau bể lắng thứ cấp Sau sơ đồ trình khử phospho phương pháp hóa học THÍ NGHIỆM JARTEST 17 Các sơ đồ qui trình khử phospho phương pháp hóa học Lưu lượng nạp nước thải cho bể lắng trường hợp có sử dụng hóa chất trợ lắng Loại hóa chất Phèn nhôm Lưu lượng nạp nước thải gal/ft2.d Khoảng cho phép Giá trị thường dùng 600  1200 1200 THÍ NGHIỆM JARTEST 18 Ferric 600  1200 1200 Vôi 750  1500 1500 Nước thải không hóa chất 600  1200 1200 Nguồn: Wastewater Engineering: treatment, reuse, disposal, 1991 Ghi chuù: gal/ft2.d  0,0407 = m3/m2.d Kết tủa kim loại nặng Chuyển chất thải dạng hòa tan sang dạng không hòa tan sau loại khỏi dung dịch trình lắng, lọc pH nhân tố quan trọng cho trình kết tủa Bảng đưa độ pH thích hợp cho trình kết tủa kim loại nặng pH thích hợp cho việc kết tủa kim loại THÍ NGHIỆM JARTEST Ion pH 19 Ion pH Fe (+3) 2,0 Ni (+2) 6,7 Al (+3) 4,1 Cd (+2) 6,7 Cr (+3) 5,3 Co (+2) 6,9 Cu (+2) 5,3 Zn (+2) 7,0 Fe (+2) 5,5 Mg (+2) 7,3 Khả hòa tan số hydroxide kim loại sulfide theo pH Pb (+2) 6,0 Mn (+2) 8,5 (nguoàn: website Trường Đại học Cần Thơ) CHƯƠNG : CÁC LOẠI BỂ LẮNG Quá trình lắng: Quá trình lắng tách chất lơ lững khỏi nước tác dung củ lực lên hạt lơ lững có tỷ trọng nặng tỷ trọng nước Quá trình lắng ứng dụng trong: - Lắng cát Loại bỏ cặn hữu lắng đợt Loại bỏ cặn sinh học bểe lắng THÍ NGHIỆM JARTEST - 20 Loại bỏ cặn hoá họctrong trình keo tụ tạo Nén bùn trọng lực nhằm giảm độ ẩm bùn công đoạn xử lý bùn Phân loại bể lắng: Tuỳ theo công dụng bể lắng công trình xử lý sinh học mà phân biệt bể lắng đợt I bể lắng đợt II Căn theo chế độ làm việc: - Bể lắng hoạt động gián đoạn: thực chất bể chứa Bể lắng kiểu áp dụng trường hợp lượng nước thải chế độ thải không Bể lắng hoạt động liên tục Căn theo chiều nước chảy: bể lắng ngang, bể lắng đứng, bể lắng ly tâm - Bể lắng ngang: nước chảy theo phương ngang từ đầu bể đến cuối bể Bể lắng đứng: nước chảy từ lên theo phương thẳng đứng Bể lắng ly tâm (bể lắng radian) nước chảy từ trung tâm Giới thiệu loại bể lắng: 2.1 Bể lắng ngang: Bể lắng ngang có mặt hình chữ nhật, tỷ lệ chiều rộng dài không nhỏ ¼ chiều sâu đến m, rộng 2.5 – 4m Các số liệu tham khảo để thiết kế bể lắng sơ cấp Thông số Giá trị Khoảng biến thiên Thông dụng THÍ NGHIỆM JARTEST 21 Bể lắng sơ cấp trước hệ thống xử lý khác Thời gian lưu tồn (giờ) 2,0 1,5  2,5 Lưu lượng gal/ft2.d  Trung bình  Tối đa 800  1200 Lưu lượng qua băng phân phối nước gal/ft.d 2000  3000 2500 10000  40000 20000 1,5  2,5 Bể lắng sơ cấp có hòan lưu bùn hoạt tính Thời gian lưu tồn (giờ) Lưu lượng gal/ft2.d  Trung bình  Tối đa 600  800 Lưu lượng qua băng phân phối nước gal/ft.d 1200  1700 1500 10000  40000 20000 Nguoàn: Wastewater Engineering: treatment, reuse, disposal, 1991 Chú ý: gal/ft2.d  0,0407 = m3/m2.d gal/ft.d  0,0124 = m3/m.d Các số liệu tham khảo để thiết kế bể lắng sơ cấp hình chữ nhật trụ tròn Thông số Giá trị THÍ NGHIỆM JARTEST 22 Khoảng biến thiên Giá trị thông dụng 10  15 12 50  300 80  130 10  80 16  32 24 10  15 12 10  200 40  150 0,75  0,02  0,05 0,03 Hình chữ nhật  Sâu (ft)  Dài (ft)  Rộng (ft)  Vận tốc thiết bị gạt váng cặn (ft/min) Hình trụ tròn  Sâu (ft)  Đường kính (ft)  Độ dốc đáy (in/ft)  Vận tốc thiết bị gạt váng cặn (ft/min) Nguồn: Wastewater Engineering: treatment, reuse, disposal, 1991 Chú ý : ft  0,3048 = m in/ft  83,333 = mm/m Nước theo máng phân phối ngang vào bể qua đập tràn thành mỏnghoặc tường đục lỗ xây dựng đầu bể dọc suốt chiều rộng Đối diện cuối bể xây dựng máng tưng tự để thu nước đặt chắnnữa chìm nửa cao mực nước 0.15 – 0.2 m không sâu 0.25 – 0.5m để thu xã chất nổi, người ta đặt máng đặc biệt sát sát kề chắn THÍ NGHIỆM JARTEST 23 Tấm chắn đầu bể đặt cách thành cửa vào khoaqng3 0.5 – m không nông 0.2m với mục đích phân phối nước toàn chiều rông bể Đáy bể làm dốc i = 0.01 để thuận tiện cho việc thu gom cặn Độ dốc hố thu cặn không nhỏ 450 Tấm ngăn Vách ngăn hướng dòng Tấm ngăn Vùng lắng Vùng vào Máng tràn Vùng Vùng chứa cặn 2.2 Bể lắng ly tâm: Bể lắng đứng thường có tiết diện hình tròn, đáy dạng nón Các thông số thiết kế cho bể lắng đứng: Thông số Thời gian lưu nước, Tải trọng bề mặt, m3/m2ngày - Lưu lượng trung bình - Lưu lượng cao điểm Tải trọng máng tràn, m3/m.ngày Ống trung tâm: - Đường kính, m - Chiều cao, m Chiều sâu bể lắng H, m Đường kính bể lắng D, m Độ dốc đáy, mm đứng/m ngang Tốc độ gạt bùn, vòng/phút (nguồn: Giáo trình xử lý nước thải Giá trị Dãy Đặc trưng 1.5-2.5 2.0 32-48 32-48 80-120 125-500 15-20%D 55-65%H 3.0-4.6 3.0-60 62-167 0.02-0.05 3.7 12-45 83 0.03 – TS Nguyễn Phước Dân) THÍ NGHIỆM JARTEST 24 Má ng thu vá ng nổ i Và o Ra Tớ i xl bù n Rố n bểthu bù n 2.3 Bể lắng đứng: - Bể lắng đứng thường diện tích hình tròn hình vuông, đáy dạng nón hay chóp cụt - Đường kính không vượt ba lần chiều sâu công tác đến 10 m - Khi nước dâng lên từ thân cặn thực trình ngược lại Như cặn lắng trường hợp tốc độ lắng lớn tốc độ nước dâng Vd ( thông thường Vd = 0.7 mm/s) Thời gian lắng 0.5 – 1.5 - Cấu tạo vách nghiêng đáy bể giống bể lắng ly tâm V d Vs Nước vào 2.3 Bể lắng kết hợp tạo bông: Bể lắng có nhiệu vụ lắng chất cặn nước chủ yếu chất vô rác có kích thước nhỏ Bể lắng kết THÍ NGHIỆM JARTEST 25 hợp khuấy trộn tạo để tăng kích thước hạt cặn giúp trình lắng đạt hiệu cao Bể khuấy trộn thiết kế bể liên kết với bể lắng dùng động có lắp cánh khuấy để khuấy trộn phèn với nước cần xử lý tăng khả lắng hạt keo cặn nước Vù ng lắ ng Ra Vù ng tạo bô ng Thanh gạt bù n Và o Đối với bể lắng ly tâm thường khó trì tốc độ dòng nước đầu vào 0.6 m/s, biện pháp cải tiến dùng bể tạo – lắng kết hợp Bể nâng cấp từ bể lắng ly tâm thông thường 2.4 Lắng ống nghiêng, lắng tấm, lắng ống ngang: Tạo thêm modun ống vách nghiêng (dùng cho bể lắng đứng) đặt vùng lắng bể Ưu điểm nâng cao hiệu suất trình lắng Có thể áp dụng cho công suất lớn Góc nghiêng ống khoảng 450 – 500 Đối với bể lắng ngang ta nâng cao hiệu lắng cách lắp thêm vách ngăn nằm ngang vùng lắng Tài liệu tham khảo Giáo trình Hoá kỹ thuật môi trường – Nguyễn Quốc Bình Giáo trình xử lý nước thải – Nguyễn Phước Dân Thoát nước – tập – Xử lý nước thải – HoàngVăn Huệ Website Đại học Cần Thơ ...THÍ NGHIỆM JARTEST Nguồ n sá ng Sơ đồminh hoạ hiệu ứ ng Tyndall 1.2 Tính chất hấp phụ: Do có điện tích nên... keo môi trường gọi hấp phụ trao đổi ng dụng làm mềm nước Tính chất động học hệ keo: THÍ NGHIỆM JARTEST - - - 1.4 a Sự khuếch tán: khuếch tán vận chuyển vật chất từ vùng có nồng độ cao đế vùng... tích tạo thành bề mặt pha điện tích pha trái dấu Như có lớp điện tích kép tạo thành THÍ NGHIỆM JARTEST Khi nhúng kim loại dễ bị oxy hoá vào dung dịch điện ly ion lưới tinh thể kim loại dễ bị