Tài liệu PHƯƠNG PHÁP KẾT TỦA pptx

PHƯƠNG PHÁP KẾT TỦA Cơ chế của q trình này là việc thêm vào nước thải các hóa chất để làm kết tủa các chất hòa tan trong nước thải hoặc chất rắn lơ lửng sau đó loại bỏ chúng thơng qua q trình lắng cặn. Trước đây người ta thường dùng q trình này để khử bớt chất rắn lơ lửng, sau đó là BOD của nước thải khi có sự biến động lớn về SS, BOD của nước thải cần xử lý theo mùa vụ sản xuất; khi nước thải cần phải đạt đến một giá trị BOD, SS nào đó trước khi cho vào q trình xử lý sinh học và trợ giúp cho các q trình lắng trong các bể lắng sơ và thứ cấp. Các hóa chất thường sử dụng cho q trình này được liệt kê trong bảng 6.1. Hiệu suất lắng phụ thuộc vào lượng hóa chất sử dụng và u cầu quản lý. Thơng thường nếu tính tốn tốt q trình này có thể loại được 80 ÷ 90% TSS, 40 ÷ 70% BOD 5 , 30 ÷ 60% COD và 80 ÷ 90% vi khuẩn trong khi các q trình lắng cơ học thơng thường chỉ loại được 50 ÷ 70% TSS, 30 ÷ 40% chất hữu cơ. Các hóa chất thường sử dụng trong q trình kết tủa Tên hóa chất Công thức Trọng lượng phân tử Trọng lượng riêng, lb/ft 3 Khô Dung dòch Phèn nhôm Al 2 (SO 4 ) 3 .18H 2 O Al 2 (SO 4 ) 3 .14H 2 O 666,7 594,3 60 ÷ 75 60 ÷ 75 78 ÷ 80 (49%) 83 ÷ 85 (49%) Ferric chloride FeCl 3 162,1 84 ÷ 93 Ferric sulfate Fe 2 (SO 4 ) 3 Fe 2 (SO 4 ) 3 .3H 2 O 400 454 70 ÷ 72 Ferric sulfate (copperas) FeSO 4 .7H 2 O 278,0 62 ÷ 66 Vôi Ca(OH) 2 56 theo CaO 35 ÷ 50 Nguồn: Wastewater Engineering: treatment, reuse, disposal, 1991 Ghi chú: lb/ft 3 × 16,0185 = kg/m 3 Sử dụng hóa chất để loại chất rắn lơ lửng Phèn nhôm: khi được thêm vào nước thải có chứa calcium hay magnesium bicarbonate phản ứng xảy ra như sau: Al 2 (SO 4 ) 3 .18H 2 O + 3Ca(HCO) 3 ⇔ 3CaSO 4 + 2Al(OH) 3 + 6CO 2 + 18H 2 O Aluminum hydroxide không tan, lắng xuống với một vận tốc chậm kéo theo nó là các chất rắn lơ lửng. Trong phản ứng tên cần thiết phải có 4,5 mg/L alkalinity (tính theo CaCO 3 ) để phản ứng hoàn toàn với 10 mg/L phèn nhôm. Do đó nếu cần thiết phải sử dụng thêm vôi để alkalinity thích hợp. Vôi: khi cho vôi vào nước thải các phản ứng sau có thể xảy ra Ca(OH) 2 + H 2 CO 3 ⇔ CaCO 3 + 2H 2 O Ca(OH) 2 + Ca(HCO 3 ) 2 ⇔ 2CaCO 3 + 2H 2 O Quá trình lắng của CaCO 3 sẽ kéo theo các chất rắn lơ lửng. Sulfate sắt và vôi: trong hầu hết các trường hợp sulfate sắt không sử dụng riêng lẻ mà phải kết hợp với vôi để tạo kết tủa. Các phản ứng xảy ra như sau: FeSO 4 + Ca(HCO 3 ) 2 ⇔ 2Fe(HCO 3 ) 2 + CaSO 4 + 2H 2 O Fe(HCO 3 ) 2 + Ca(OH) 2 ⇔ 2Fe(OH) 2 + 2CaCO 3 + 2H 2 O 4Fe(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O ⇒ 4Fe(OH) 3 Khi Fe(OH) 3 lắng xuống nó sẽ kéo theo các chất rắn lơ lửng. Trong các phản ứng này ta cần thêm 3,6 mg/L alkalinity, 4,0 mg/L vôi và 0,29 mg/L oxy. Ferric chloride: phản ứng xảy ra như sau FeCl 3 + 3 H 2 O ⇔ Fe(OH) 3 + 3H + + 3Cl - 3H + + 3HCO 3 - ⇔ 3H 2 CO 3 Ferric chloride và vôi: phản ứng xảy ra như sau FeCl 3 + Ca(OH) 2 ⇔ 3CaCl 2 + 2Fe(OH) 3 Ferric sulfate và vôi: phản ứng xảy ra như sau Fe 2 (SO 4 ) 3 + Ca(OH) 2 ⇔ 3CaSO 4 + 2Fe(OH) 3 Sử dụng hóa chất để loại bỏ phospho trong nước thải Vơi: như đã trình bày ở các phương trình trên, khi cho vơi vào nước thải nó sẽ phản ứng với bicarbonate alkalinity tạo thành kết tủa CaCO 3 . Trong mơi trường pH > 10 các ion Ca +2 sẽ phản ứng với các ion PO 4 -3 tạo nên hydroxylapatite kết tủa. Để khỏi ảnh hưởng đến q trình xử lý sinh học người ta thường dùng vơi ở liều lượng thấp 75 ÷ 250 mg/L Ca(OH) 2 và pH từ 8,5 ÷ 9,5. 10 Ca +2 + 6 PO 4 -3 + 2 OH - ⇔ 2Ca 5 (PO 4 ) 3 OH Phèn nhơm: phản ứng xảy ra như sau Al +3 + HnPO 4 3-n ⇔ AlPO 4 + nH + Các liều lượng phèn nhơm thường sử dụng và hiệu suất khử phospho của nó Hiệu suất khử phospho (%) Tỉ lệ Mole (Al : P) Khoảng biến thiên Giá trò thường dùng 75 1,25 : 1 ÷ 1,5 : 1 1,4 : 1 85 1,6 : 1 ÷ 1,9 : 1 1,7 : 1 95 2,1 : 1 ÷ 2,6 : 1 2,3 : 1 Ferric: phản ứng xảy ra như sau Fe +3 + HnPO 4 3-n ⇔ FePO 4 + nH + Tùy theo bản chất của nước thải, qui trình xử lý mà giai đoạn khử phospho của nước thải có thề diễn ra ở bể lắng sơ cấp, bể lắng thứ cấp, bể lắng riêng đặt sau bể lắng thứ cấp. Hình 6.1 chỉ ra các sơ đồ của q trình khử phospho bằng phương pháp hóa học. Các sơ đồ của qui trình khử phospho bằng phương pháp hóa học Lưu lượng nạp nước thải cho bể lắng trong trường hợp có sử dụng hóa chất trợ lắng Loại hóa chất Lưu lượng nạp nước thải gal/ft 2 .d Khoảng cho phép Giá trò thường dùng Phèn nhơm 600 ÷ 1200 1200 Ferric 600 ÷ 1200 1200 Vơi 750 ÷ 1500 1500 Nước thải khơng hóa chất 600 ÷ 1200 1200 Nguồn: Wastewater Engineering: treatment, reuse, disposal, 1991 Ghi chú: gal/ft 2 .d × 0,0407 = m 3 /m 2 .d Kết tủa các kim loại nặng Chuyển các chất thải dạng hòa tan sang dạng khơng hòa tan sau đó loại khỏi dung dịch bằng q trình lắng, lọc. pH là một nhân tố quan trọng cho q trình kết tủa. Bảng dưới đây đưa ra độ pH thích hợp cho q trình kết tủa các kim loại nặng. pH thích hợp cho việc kết tủa các kim loại Ion pH 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 Pb (+2) 6,0 Mn (+2) 8,5 Khả năng hòa tan của một số hydroxide kim loại và sulfide theo pH [Phaàn 1] [Phaàn 2] [Phaàn 3] [Phaàn 4] [Phaàn 5] [Phaàn 6] [Phaàn 7] © Lê Hoàng Việt - Trung Tâm Năng Lượng Mới . PHƯƠNG PHÁP KẾT TỦA Cơ chế của q trình này là việc thêm vào nước thải các hóa chất để làm kết tủa các chất hòa tan trong nước. quan trọng cho q trình kết tủa. Bảng dưới đây đưa ra độ pH thích hợp cho q trình kết tủa các kim loại nặng. pH thích hợp cho việc kết tủa các kim loại Ion