ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Môn học Công nghệ xử lý nước thải Đề tài Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý Hà Nội, 042022 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG 1 PHƯƠNG PHÁP ĐÔNG TỤ VÀ KEO.
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Môn học: Công nghệ xử lý nước thải Đề tài: Xử lý nước thải phương pháp hóa lý Hà Nội, 04/2022 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP ĐÔNG TỤ VÀ KEO TỤ CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP TUYỂN NỔI CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP HẤP PHỤ 11 CHƯƠNG TRAO ĐỔI ION 17 4.1 Bản chất trình trao đổi ion .17 4.2 Các chất trao đổi ion .18 4.3 Cơ sở trình trao đổi ion 19 4.4 Tốc độ trao đổi ion 20 4.5 Thiết kế cột trao đổi ion 21 4.6 Tái sinh ionit .22 4.7 Các sơ đồ hệ thống thiết bị trao đổi ion 24 CHƯƠNG CÁC QUÁ TRÌNH TÁCH BẰNG MÀNG 27 5.1 Giới thiệu chung .27 5.2 Thẩm thấu ngược 27 5.3 Siêu lọc 32 5.4 Thẩm tách điện thẩm tách 34 CHƯƠNG CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN HÓA 37 6.1 Phương pháp điện hóa 37 6.2 Oxy hóa anot khử catot 38 6.3 Đông tụ điện 39 6.4 Tuyển điện .40 TÀI LIỆU THAM KHẢO 42 DANH MỤC HÌNH Hình 1 Cơ chế hai lớp Hình Sơ đồ thiết bị làm nước thải đơng tụ .5 Y Hình Sơ đồ xử lý nước thải phương pháp tuyển Hình 2 Sự kết dính hạt rắn bóng khí tuyển Hình Hệ thống tuyển khơng khí hịa tan 10 Hình Sự hấp phụ 11 Hình Hấp phụ hóa học hấp phụ lý học 12 Hình 3 Sơ đồ hệ thống hấp phụ 15 Hình Trao đổi ion 18 Hình Hạt trao đổi ion .19 Hình Quá trinh trao đổi ion chuyển nước cứng thành nước mềm 19 Hình 4 Hạt nhựa trao đổi ion sau trao đổi 20 Hình Sơ đồ thẩm thấu 24 Hình Các loại thiết bị thẩm thấu ngược 28 Hình Quan hệ phụ thuộc 30 Hình Sơ đồ kết hợp siêu lọc thẩm thấu ngược .31 Hình 5 Sự di chuyển có tính chọn lọc ion qua màng 32 Hình Nguyên lý điện thẩm tách 32 Hình Quá trình điện hóa 36 Hình Sơ đồ thiết bị tuyển điện 38 LỜI MỞ ĐẦU Nước phần quan trọng tất sống Mọi sinh vật sống tồn phải cần đến nước, chất lượng nước ảnh hưởng trực tiếp đến sống lồi sinh vật nói chung người nói riêng Hiện nay, đời sống nâng lên nhiều nguồn tài nguyên nước bị đe dọa trầm trọng ý thức khai thác sử dụng Q trình sử dụng nước bừa bãi, khơng mục đích dẫn đến hao hụt nguồn nước Bên cạnh đó, lượng nước thải phát sinh từ trình sản xuất, sinh hoạt số phận doanh nghiệp, khu dân cư xả thẳng môi trường mà khơng qua q trình xử lý gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến nguồn nước mặt nước ngầm Những hoạt động dẫn đến nguồn nước bị ô nhiễm gây ảnh hưởng tiêu cực đến hoạt động sống hệ sinh thái, gây cân sinh thái khiến số loài đừng trước nguy tuyệt chủng môi trường sống vốn có Ngồi ảnh hưởng đến mơi trường, nước bị nhiễm cịn gây nên nhiều bệnh dịch nguy hiểm người, sử dụng nước nhiễm để ăn uống, lượng hóa chất hịa tan nước tích tụ lâu dài thể khiến bệnh ung thư bùng phát rộng rãi cộng đồng Các loại ô nhiễm hóa lý là: giảm độ trong, giảm pH, tăng ion, tăng lượng kim loại nặng, tăng hàm lượng chất hữu cơ, giảm nồng độ oxy hịa tan Từ ta phân loại nước thải sau: nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp, nước thấm qua, nước thải tự nhiên, nước thải thị… Vì xử lý nước thải hóa lý tốn cấp bách thiết thực sống mơi trường “ XANH , SẠCH, ĐẸP “ CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP ĐÔNG TỤ VÀ KEO TỤ Khi vật chất q bé nên q trình lắng khơng thể loại trừ Vì ta cần tăng kích thước bẳng cách liên kết tập hợp hạt lại với nhau, lắng nhanh Hầu hết hạt rắn hịa tan nước mang điện tích âm dương (Thế cân điện động) Đông tụ q trình trung hịa điện tích hạt rắn lơ lửng chất làm đơng mang điện tích trái dấu với hạt rắn Keo tụ trình tạo thành keo thông qua lực Van der Waals (là tổ hợp liên kết hạt có điện tích trung hịa) Sự gai tăng kích thước khối lượng giúp cụm vật chất chìm xuống chuẩn bị phục vụ cho trình lắng Phương pháp áp dụng cho hạt cặn lơ lửng có đường kính nhỏ 10-4 mm Cơ chế: cân điện động nước bị phá vỡ, thành phần mang điện tích kết hợp dính lại với lực liên kết phân tử điện từ tạo thành tổ hợp phân tử, nguyên tử ion tự Các tổ hợp gọi hạt keo Theo thành phần cấu tạo người ta chia làm loại: keo kỵ nước keo háo nước Cơ chế trình đơng tụ hồn tồn giải thích chế hai lớp: Hình 1 Cơ chế hai lớp Q trình thủy phân chất đơng tụ tạo thành hạt keo xảy theo giai đoạn sau: Hay viết gọn lại sau: Các chất đông tụ thường dùng: việc lựa chọn chất đơng tụ phụ thuộc vào tính chất hóa lý, chi phí, nồng độ tạp chất nước, pH thành phần muối nước: + Các muối nhôm + Các muối sắt Các muối sắt có nhiều ưu điểm muối nhơm do: + Tác dụng tốt nhiệt độ thấp + Có khoảng pH tối ưu môi trường rộng + Độ bền lớn kích thước bơng keo có khoảng giới hạn rộng thành phần muối + Có thể khủ mùi vị có Tuy nhiên muối sắt lại tạo phức tan nhuộm màu qua oharn ứng cation sắt với số chất hữu Ngoài ra, để tăng cường q tình tạo bơng thành bơng keo sắt nhơm, người ta cịn cho vào thêm hợp chất cao phân tử gọi chất trợ đông tụ Liều lượng chất trợ đông tụ nằm khoảng 1-5 mg Các Một số chất trợ keo như: tinh bột, xenlulo, polyacrylamit, … thêm vào để tăng cường tạo tổ hợp keo (macroflocs) từ keo (microflocs) Các yếu tố ảnh hưởng: + Hóa trị ion, chất đơng tụ mang điện tích trái dấu với điện tích hạt (hóa trị lớn, hiệu cao, tăng lực hút điện tích trái dấu) + pH: Đối với phèn nhơm: pH tốt nằm khoảng từ 5,5-7,5 Năng lượng cần thiết để chuyển động cánh khuấy tính theo cơng thức sau: Trong P: lượng (N/s) A: diện tích cánh khuấy (m2) : khối lượng riêng chất lỏng (kg/m3) v: vận tốc cánh khuấy chất lỏng (m/s) CD: hệ số ma sát + Tốc độ trộn: Tùy vào trạng thái kết dính keo mà cần tốc độ khuấy trộn khác + Nhiệt độ chất lỏng: Là yếu tố quan trọng định xem phản ứng hóa học xảy hay không + Liều lượng: Bảng 1 Bảng liều lượng nhôm sunfat Hàm lượng cặn (ml/l)