Nghiên cứu khả năng ứng dụng của chất keo tụ trp ai để loại bỏ chất rắn lơ lửng trong nước

ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Nghiên cứu trên keo tụ TRP – Ai có xuất xứ từ Nhật Bản, mang bản chất là khoáng tự nhiên, được lấy từ tàn tro núi lửa.

Bảng 1 Thành phần khoáng vật, thuộc tính của chất keo tụ TRP – Ai

Trạng thái Dạng lỏng có bọt Yếu Tố Wt %

Trọng lượng riêng 1,1 SiO2 52,8 pH 3,5 – 4,5 Al203 32,8

Tính hút ẩm Không Fe203 7,1

Tính tan Dễ tan Ti02 1,32

- Thành phần chất rắn lơ lửng trong nước có nguồn gốc phát sinh từ các loại đất khác nhau có sẵn trong điều kiện phòng thí nghiệm.

- Đối với chất keo tụ TRP – Ai: Nghiên cứu trên các nồng độ khác nhau.

- Đối với mẫu nước chứa thành phần chất rắn lơ lửng dao động từ 300 –

500 mg/l có giá trị pH dao động trong khoảng: 6,06 – 8,1.

Nội dung nghiên cứu

1 Tìm hiểu cơ chế của chất TRP – Ai trong quá trình keo tụ.

2 Xác định nồng độ tối ưu nhất của chất keo tụ TRP – Ai trong việc loại bỏ chất rắn lơ lửng.

3 So sánh hiệu quả của chất keo tụ TRP – Ai và polyme aluminium chloride.

Vật liệu và phương pháp nghiên cứu

3.3.1 Chuẩn bị vật liệu thí nghiệm :

+ Chất keo tụ sử dụng trong thí ngiệm là TRP – Ai Từ dung dịch gốc, nồng độ của chất keo tụ TRP – Ai được đưa về các giá trị lần lượt từ 0,1 đến 2,7%.

+ Chất keo tụ polyme aluminium chloride 10% kết hợp với chất trợ lắng zetag 7563 0,1% theo khuyến cáo sử dụng để so sánh với chất keo tụ TRP – Ai

2 Mẫu nước chứa thành phần chất rắn lơ lửng

+ Thành phần chất rắn lơ lửng là các hạt có kích thước 0 nên mối tương quan là đồng biến, tương đương với việc nếu nồng độ chất keo tụ tăng lên thì khối lượng chất rắn sa lắng sẽ tương ứng tăng theo.

Tương tự hình 9b, hệ số R 2 = 0,895, cho biết 89.5 sự biến động của độ đục là do nồng độ chất keo tụ gây ra, hệ số a = -52,7 < 0 nên mối tương quan giữa nồng độ chất keo tụ và độ đục là nghịch biến, có nghĩa là nếu tăng nồng độ chất keo tụ lên thì độ đục trong nước sẽ giảm.

Tuy nhiên, khối lượng chất rắn sa lắng và độ đục đều đạt đến giá trị nhất định, nếu tăng hay giảm nồng độ chất keo tụ thì khối lượng chất rắn sa lắng và độ đục cũng không thể tương ứng tăng lên hay giảm đi

+ Khối lượng chất rắn sa lắng cực đại với mẫu 1 là: 0,131 mg với TRP

- Ai 1,7 %, nhưng khi tăng lên nồng độ TRP - Ai 1,9% thì khối lượng chất rắn sa lắng lại giảm xuống còn 0,128 mg

+ Đối với độ đục, với nồng độ TRP - Ai 1,7 %, độ đục thấp nhất với giá trị 1,83 NTU, nhưng khi tăng lên nồng độ TRP - Ai 1,9 % thì độ đục lại tăng lên với giá trị là 2,48 NTU. Đối với khối lượng chất rắn sa lắng, giá trị cao nhất đạt được là 0,131 mg, tại nồng độ TRP - Ai 1,7% Độ đục ban đầu của mẫu là 60 %, tại giá trị nồng độ TRP - Ai 1,7 % , độ đục được giảm xuống tối đa 59,63 %, độ đục trong nước chỉ còn 0,37 %.

6 mẫu còn lại cũng có những hiện tượng tương tự như mẫu số 1, khi nồng độ chất keo tụ tăng lên thì khối lượng chất rắn sa lắng tăng lên và độ đục trong nước giảm đi

Tại một nồng độ TRP – Ai nhất định , khối lượng chất rắn tăng lên đến giá trị cực đại và độ đục giảm tới mức tối thiểu Tuy nhiên, tùy vào từng mẫu nghiên cứu các giá trị này cũng khác nhau (phụ lục 3):

Với mẫu 2: Khối lượng chất rắn sa lắng lớn nhất là 0,231mg, độ đục trong nước giảm đi tối đa 98,98%.

Với mẫu 3: Khối lượng chất rắn sa lắng lớn nhất là 0,286 mg, độ đục trong nước giảm đi tối đa là 95,32 %.

Với mẫu 4: Khối lượng chất rắn sa lắng lớn nhất là 0,241 mg , độ đục trong nước giảm đi tối đa là 99,4 %.

Với mẫu 5: Khối lượng chất rắn sa lắng lớn nhất là 0,296 mg, độ đục trong nước giảm đi tối đa là 96,84%.

Với mẫu 6: Khối lượng chất rắn sa lắng lớn nhất là 0,288 mg, độ đục trong nước giảm đi là 96,02 %.

Với mẫu 7: Khối lượng chất rắn sa lắng lớn nhất là 0,289 mg, độ đục trong nước giảm đi là: 96,89 %.

Từ đó rút ra kết luận cho giá trị tối ưu về nồng độ của chất keo tụ TRP-

Ai như sau: Đối với mẫu nước 1, mẫu nước 2, mẫu nước 6: nồng độ tối ưu của TRP – Ai tại 1,7% Đối với mẫu nước 3: Nồng độ tối ưu của TRP – Ai tại 2,1 % Đối với mẫu nước 4: Nồng độ tối ưu của TRP – Ai tại 1,9 % Đối với mẫu nước 5: Nồng độ tối ưu của TRP – Ai tại 2,5 % Đối với mẫu nước 7: Nồng độ tối ưu của TRP – Ai tại 1,5 %

Qua những phân tích trên, ta nhận thấy mối quan hệ giữa khối lượng chất rắn sa lắng và độ đục trong nước, được biểu diễn qua hình 13

Hình 10 Mối tương quan giữa khối lượng chất rắn sa lắng và độ đục trong mẫu 2.

Qua hình 10, nhận thấy khi chất rắn sa lắng trong mẫu nghiên cứu tăng lên thì độ đục tương ứng giảm theo

Ngoài việc xác định hiệu quả nồng độ chất keo tụ TRP – Ai thông qua khối lượng chất rắn sa lắng và độ đục, chúng tôi có đo đạc các thông số pH,

EC trong mẫu nước trước và sau khi cho chất keo tụ vào Kết quả thu được như sau:

 Với giá trị độ dẫn điện (EC (μs/cm))

Bảng 8 Giá trị EC trước và sau khi đưa chất keo tụ TRP – Ai vào mẫu nghiên cứu

Mẫu nghiên cứu Mẫu 1 Mẫu 2 Mẫu 3 Mẫu 4 Mẫu 5 Mẫu 6 Mẫu 7

Hình 11 Giá trị EC trước và sau khi đưa chất keo tụ TRP – Ai vào mẫu nghiên cứu Dựa vào hình 11, nhận thấy: giá trị độ dẫn điện của mẫu nghiên cứu trước và sau khi đưa chất keo tụ có giảm đi so với độ dẫn điện ban đầu của hệ keo.

Bảng 9 Giá trị pH trước và sau khi đưa chất keo tụ TRP – Ai vào mẫu nghiên cứu

Mẫu 1 Mẫu 2 Mẫu 3 Mẫu 4 Mẫu 5 Mẫu 6 Mẫu 7 pH trước 6,14 – 7,22 6,06– 7,04 7,09 – 7,7 7,29–7,66 7,9 – 8,1 7,7 – 7,9 7,46 – 7,9 pH sau 7,65 – 8.34 6,59– 7,28 6,79–7,93 7,28–7,72 7,53 – 7,7 6,84–7,45 7,53– 8,09

Nhận xét: giá trị pH của mẫu nghiên cứu sau khi đưa chất keo tụ TRP –

Ai vào có tăng lên so với giá trị pH của mẫu ban đầu.

Hiệu quả xử lí độ đục trong nước giữa chất keo tụ TRP – Ai và polyme

Chất keo tụ Poly Aluminium Chloride (PAC) là loại phèn nhôm tồn tại ở dạng cao phân tử (polyme) Có công thức phân tử: [Al2(OH)nCl6-n]m.

Nồng độ PAC 10 % và chất trợ lắng zetag 7563 0,1% được sử dụng theo khuyến cáo.

Hình 12 Chất keo tụ PAC

Khi tiến hành thí nghiệm với chất keo tụ PAC nhận thấy: trong cùng một điều kiện thí nghiệm như đối với chất keo tụ TRP – Ai thì độ đục của các mẫu sau khi cho chất keo tụ PAC kết hợp với zetag 7563 vào không giảm nhiều so với độ đục ban đầu.

Dựa vào hình 13, 14 nhận thấy sau khi xử lí đối với chất keo tụ PCA, mầu sắc của mẫu không đảm bảo.

Một số hình ảnh khi xử lí bằng chất keo tụ TRP – Ai:

Hình 13 Mẫu 6 trước khi đưa chất keo tụ PAC và TRP – Ai vào.

Hình 14 Sau khi đưa chất keo tụ TRP – Ai 1.7 % và PAC 10% + zetag