ỨNG DỤNG hóa KEO TRONG LĨNH vực môi TRƯỜNG

Hóa lý- DH09HH- nhóm BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TPHCM BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC LỚP DH09HH ỨNG DỤNG HÓA KEO TRONG LĨNH VỰC MÔI TRƯỜNG NHÓM GVHD Các thành viên MSSV Nguyễn Bảo Việt Trần Ngọc Thảo 09139166 Đào Ngọc Duy Trần Hoàng Phương 09139139 Hoàng Quang Tuấn 09139218 Đồng Thị Thương 09139179 Trương Nguyễn Đạt Thành 09139165 Liên Thanh Nhã 09139112 ~1~ Hóa lý- DH09HH- nhóm MỤC LỤC A KIẾN THỨC CHUNG VỀ HÓA KEO MỘT SỐ KHÁI NIỆM 3 HỆ KEO TÍNH CHẤT HỆ KEO PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ HỆ KEO SỰ KEO TỤ B ỨNG DỤNG CỦA HÓA KEO TRONG LỈNH VỰC MÔI TRƯỜNG CÁC CHẤT KEO TỤ THƯỜNG DÙNG CÁC THIẾT BỊ VÀ CÔNG TRÌNH CỦA QUÁ TRÌNH KEO 14 CÁC PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ TRONG SỬ LÝ NƯỚC THẢI 16 MỘT SỐ QUY TRÌNH SỬ LÝ NƯỚC THẢI 19 ~2~ Hóa lý- DH09HH- nhóm A KIẾN THỨC CHUNG VỀ HÓA KEO MỘT SỐ KHÁI NIỆM 1.1 Hệ phân tán - Một hệ thống phân tán gồm chất phân tán môi trường phân tán Chất phân tán môi trường phân tán trạng thái rắn, lỏng, khí - Người ta chia hệ phân tán làm loại + Hệ đồng thể: chất phân tán pha phân tán thể rắn, lỏng khí + Hệ dị thể : chất phân tán pha phân tán trang thái khác 1.2 Phân loại hệ phân tán a Phân loại dựa trạng thái tập hợp pha • Nếu môi trường phân tán rắn: Xerosol - Đó hệ phân tán có môi trường phân tán rắn - Khi chất khí phân tán chất rắn tạo thành bọt rắn (vật chất dạng xốp) - Khi chất lỏng phân tán chất rắn tạo thành nhũ tương rắn (thuỷ ngân - chất đá) - Khi chất phân tán chất rắn tạo thành sol rắn hợp kim, thuỷ - tinh màu • Nếu môi trường phân tán lỏng (L): Liosol - Đó hệ phân tán có môi trường phân tán lỏng - Hệ khí phân tán chất lỏng tạo thành bọt Bọt tạo thành có chất tạo bọt hệ - Chất lỏng phân tán chất lỏng ta nhũ tương - Hệ phân tán rắn lỏng, tuỳ thuộc vào kích thước hạt phân tán tạo thành dung dịch keo huyền phù • Nếu môi trường phân tán khí ( K): Aserosol - Đó hệ phân tán với môi trường phân tán khí - Khi chất phân tán khí, ta có hỗn hợp khí Hệ đồng thể, không tồn trạng thái keo - Khi hệ chất lỏng phân tán chất khí tạo thành sương mù, mây - Khi hệ chất rắn phân tán chất khí tạo thành khói, bụi b Phân loại dựa mức độ liên kết pha phân tán môi trường phân tán - Hệ keo ghét lưu Hệ gồm hạt phân tán không liên kết với môi trường gọi hệ keo ghét lưu hệ keo ghét dung ~3~ Hóa lý- DH09HH- nhóm - - - - môi(lyophobe), môi trường nước gọi hệ keo ghét nước (hydrophobe) Hệ keo ghét lưu thường gặp hệ keo vô nước Ví dụ: keo AgI, As2S3, keo kim loại, keo oxít kim loại… nước Hệ keo ưa lưuHệ gồm hạt phân tán liên kết chặt chẽ với môi trường hệ gọi hệ keo ưa lưu hay hệ keo ưa dung môi (lyophile), môi trường nước gọi hệ keo ưa nước (hydrophile) c Phân loại dựa trạng thái tập hợp pha Hệ phân tán thô: > 10-5 cm Hệ keo:10-5đến 10-7 cm Dung dịch: < 10-7 cm d Phân loại theo đồng Hệ đơn phân tán: đồng Hệ đa phân tán: không đồng HỆ KEO 2.1 Khái niệm Các hạt có kích thước lớn phân tử ion không đủ lớn để quan sát kính hiển vi quang học gọi hạt keo Hạt keo hệ phức tạp tạo nên số lượng lớn khoảng từ 103 đến 105 nguyên tử, có khối lượng khoảng 104-109 đvC Một hệ keo luôn bao gồm hạt keo gọi chất phân tán chất làm môi trường phân tán 2.2 Phân loại hệ keo Dựa trạng thái vật lý hạt keo môi trường phân tán Dựa vào hình dạng hạt keo: dạng không gian chiều giống bóng, dạng không gian hai chiều giống phim, dạng không gian chiều sợi chỉ… 2.3 Cấu tạo hạt keo Nhân keo: tinh thể ion nhỏ, nhóm phân tử, phân tử kích thước lớn Lớp ion tạo thế: lớp ion hấp phụ nhân keo Lớp ion hấp phụ: lớp ion nghịch Lớp ion khuếch tán Khảo sát trình hình thành keo AgI cách người ta cho từ từ KI vào dung dịch AgNO3: AgNO3 + KI → KNO3 + Ag I Khi thiếu KI: Lúc hạt keo tích điện dương ~4~ Hóa lý- DH09HH- nhóm m (1 ) (1 ): (2 ): (3 ): (4 ): (2 ) (3 ) (4 ) n h a ân l ô ùp i o n q u y e át ñ ò n h t h e h i e äu l ô ùp i o n n g h ò c h h a áp p h u ï l ô ùp i o n n g h ò c h k h u e ác h t a ùn - Khi thừa KI: Lúc hạt keo tích điện âm TÍNH CHẤT HỆ KEO - Tính chất quang học hệ phân tán: Sự phân tán ánh sáng hệ keo.Sự hấp thụ ánh sáng hệ keo - Chất động học theo phân tử hệ keo: Chuyển động Brown Sự khuyếch tán dung dịch keo - Áp suất thẩm thấu dung dịch keo - Sự sa lắng hệ keo - Chất điện hệ keo - - - PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ HỆ KEO Điều kiện hình thành hệ keo: Chất phân tán môi trường phân tán không tan vào hay tan Hạt keo phải có lớp hấp phụ có chất ổn định để giữ cho hệ keo không bị tách pha gây nên keo tụ Chất ổn định thường sử dụng chất hoạt động bề mặt hay phản ứng hóa học để tạo chất ổn định 4.1 Phương pháp phân tán Phương pháp siêu âm: Người dùng bước sóng cực ngắn có tần số 20.000 → 50.000 Hz để bắn bể hạt to thành hạt nhỏ Phương pháp hồ quang: Dùng dòng điện có hiệu điện lớn để hóa chất phân tán Phương pháp keo tán: Đây trình ngược với trình keo tụ, tức người ta dùng nhân tố để phân tán khối keo tụ trở lại môi trường phân tán 4.2 Phương pháp ngưng tụ Là trình ngưng tụ hệ keo trình kết tinh từ dung dịch bão hòa Quá trình gồm giai đoạn: ~5~ Hóa lý- DH09HH- nhóm + Giai đoạn tạo mầm tinh thể + Giai đoạn phát triển mầm a Phương pháp vật lý - Ngưng tụ trực tiếp: thay đổi thông số trạng thái hệ - Sự thay dung môi: Cũng thay đổi thông số trạng thái b Phương pháp hóa học - Nhóm phương pháp hóa học dựa nguyên tắc tạo tướng cách ngưng tụ chất từ dung dịch bão hòa 4.3 Tinh chế hệ keo • Phương pháp thẩm tích - - - - • Phương pháp điện thẩm tích Phương pháp điện thẩm tích dùng phương tiện để thúc đẩy trình trao đổi chất nhanh điện trường • Phương pháp siêu lọc SỰ KEO TỤ Khi yếu tố làm bền bị đi, hệ keo bị keo tụ Các hệ keo keo tụ tác dụng nhiều yếu tố như: thời gian, thay đổi nồng độ hạt phân tán, thay đổi nhiệt độ, tác dụng học, chất điện ly… Ở nghiên cứu keo tụ chất điện ly, điều có ý nghĩa lý thuyết thực tế quan trọng 5.1 Keo tụ keo ghét lưu chất điện ly Khi tăng nồng độ hoá trị ion dung dịch, làm giảm bề dày lớp điện kép, làm giảm điện ζ hạt Khi điện động giảm đến cực tiểu ζ →0 lực đẩy hạt giảm đến cực tiểu, lực hút trội trơn keo tụ xẩy Các hạt sa lắng độc thân, thường kết dính, tập hợp lại sa lắng Đặc điểm: Các quy tắc keo tụ chất điện ly + Ion gây keo tụ có điện tích ngược dấu với ion keo ~6~ Hóa lý- DH09HH- nhóm + Ngưỡng keo tụ tỷ lệ nghịch với hoá trị ion gây keo tụ.(Ngưỡng keo tụ chất điện ly keo tụ nồng độ tối thiểu chấtđiện ly cần có hệ keo để tượng keo tụ bắt đầu xuất hiện.) - Đối với ion gây keo tụ hoá trị, ion hydrat hoá mạnh (bán kính hydratcàng lớn) cường độ điện trường nhỏ, tác dụng gây keo tụ Đốivới ion kim loại kiềm, tác dụng gây keo tụ chúng tăng dần sau: Li+, Na+, K+, Cs+ bán kính hydrat ion giảm dần theo dẫy - Ví dụ: hệ keo âm As2S3, AgI bị keo tụ ion Na+; Ca2+; Al3+;…, hệ keo dương Fe(OH)3, Al(OH)3 bị keo tụ ion Cl-; SO4 Chú ý: Thông thường keo tụ xảy sau: tăng nồng đồ chất điện ly đến ngưỡng keotụ keo tụ bắt đầu xảy Tiếp tục tăng nồng độ chất điện ly keo tụ tiếp tụccho tới keo tụ hoàn toàn Điều thường xảy keo tụ ion hóa trị thấp Khi làm đông tụ keo chất điện ly chứa ion gây keo tụ hóa trị cao (ví dụ: Al3+,Fe3+…) gặp tượng khác sau: sau làm keo tụ hoàn toàn, tiếp tục thêm chất điện ly vào hạt keo vốn đông tụ lại phân tán, trở thành hệ keo mà hạt có điện tích ngược dấu với hạt keo ban đầu Nếu lại tiếp tục thêm chất điện ly vào hệ keo lại đông tụ Hiện tượng gọi keo tụ bất thường: vùng keo tụ xen kẽ với vùng phân tán (trạng thái bền) 5.2 Sự keo tụ keo ghét lưu hỗn hợp chất điện ly - Đối với hệ keo xác định, chất điện ly gây keo tụ có ngưỡng keo tụ riêng biệt Nếu dùng hỗn hợp chất điện ly gây keo tụ có trường hợp khác ngưỡng keo tụ tổng hợp sau: + Ở ion gây keo tụ độc lập với nhau, không ảnh hưởng lẫn Đó iongiống gần giống (về điện tích, bán kính hydrat ion) như: Na+ với K+,Mg2+ Ca2+, Cl- Br-… Do ngưỡng keo tụ tổng hợp Cn tổng ngưỡng keo tụ Ci chất điện ly với tỷ lệ sử dụng tổ hợp + Tác dụng giảm khả gây keo tụ ion.Ở gặp ion gây keo tụ có tính chất khác (về hoá trị, bán kính hydrat), chúng làm yếu khả gây đông tụ keo hay chúng đối kháng Ví dụ: đối kháng Li+ Mg2+, Li+ Ba2+ + Tác dụng tăng cường khả gây keo tụ chất điện ly Trường hợp xẩy ion vô đơn giản, thường thấy xuất với ion phức, đặc biệt hợp chất hữu đa diện tích có mạch lớn Có thể tính kỵ nước gốc hydrocacbon lớn phân cực gây nên tượng ~7~ Hóa lý- DH09HH- nhóm Chút hợp chất hữu tăng cường khả gây keo tụ cho ion vô cơ, cách làm cho tính kỵ nước bề mặt hạt keo tăng lên 5.3 Sự keo tụ tương hỗ - Sự keo tụ tương hỗ bao gồm keo tụ hệ keo hệ keo có điện tích trái dấu hệ keo ưa lưu dung dịch chất bán keo - Hai keo trái dấu: trộn hệ keo có điện tích trái dấu tạo nên keo tụ Chính tương tác tính điện chúng làm cho keo trái dấu tập hợp sa lắng nhanh B ỨNG DỤNG CỦA HÓA KEO TRONG LỈNH VỰC MÔI TRƯỜNG - Môi trường lĩnh vực rộng nhiên, ứng dụng hóa keo lĩnh vực chủ yếu sử lí nước thải sinh hoạt công nghiệp - Nguyên tắc chung sử lý nước thải làm giảm loại bỏ chất hữu cơ, chất rắn, chất dinh dưỡng, sinh vật gây bệnh chất gây ô nhiễm khác từ nước thải - Nguyên tắc hóa keo sử lý nước thải cho vào nước cần xử lí chất phản ứng, để tạo hạt keo có khả dính kết lại với dính kết hạt cặn lơ lửng có nước, tạo thành cặn lớn có trọng lượng đáng kể Do cặn tạo thành dễ dàng lắng xuống bể lắng bị giữ lại bể lọc CÁC CHẤT KEO TỤ THƯỜNG DÙNG 1.1 Phèn nhôm sunfat: Al2(SO4)3.18H2O - Đây chất keo tụ phổ biến nhất, đặc biệt Việt Nam Sản phẩm nhôm sunfat kỹ thuật có tiêu mức chất lượng theo quy định bảng đây: Tên tiêu Ngoại quan Mức chất lượng Dạng bột, màu trắng ngà vàng 16 Hàm lượng nhôm oxyt Al2O3, %, không nhỏ 0,001 Hàm lượng Acid Sunfuaric H2SO4, %, không lớn Hàm lượng chất không tan nước, %, không lớn 0,3 - Cơ chế keo tụ phèn nhôm: + Khi dùng phèn nhôm làm chất keo tụ xảy phản ứng thuỷ phân: Al2(SO4)3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + H+ +3SO42- ~8~ Hóa lý- DH09HH- nhóm + Khi độ kiềm nước thấp, cần kiềm hóa nước NaOH Liều lượng chất kiềm hóa tính theo công thức: Pk = e1 (Pp / e2 – Kt + 1) 100/c (mg/l) Trong đó: Pk : Hàm lượng chất kiềm hóa (mg/l) Pp : Hàm lượng phèn cần thiết dùng để keo tụ ( mg/l) e1, e2 : Trọng lượng đương lượng chất kiềm hóa phèn, ( mg/mgđl ) với e1 = 40 ( NaOH ) ; e2 = 57 ( Al2(SO4)3 ) + Liều lượng phèn nhôm để xử lý nước đục lấy theo TCXD – 33 :1985 sau: Hàm lượng cặn nước Liều lượng phèn nhôm Al2(SO4)3 nguồn ( mg/l) không chứa nước (mg/l) đến 100 25 - 35 101 - 200 30 – 45 201 - 400 40 – 60 401 - 600 45 – 70 601 - 800 55 - 80 801 - 1000 60 – 90 1401 - 1800 75 -115 1801 - 2200 80 – 125 2201 - 2500 90 - 130 - Khi sử dụng phèn nhôm cần lưu ý : + pH hiệu tốt với phèn nhôm khoảng 5,5 – 7,5 + Nhiệt độ nước thích hợp khoảng 20 – 40oC + Ngoài ra, cần ý đến : thành phần ion có nước, hợp chất hữu cơ, liều lượng phèn, điều kiện khuấy trộn, môi trường phản ứng… - Ưu điểm phèn nhôm : ~9~ Hóa lý- DH09HH- nhóm + Về mặt lực keo tụ ion nhôm (và sắt(III)), nhờ điện tích 3+, có nănglực keo tụ thuộc loại cao (quy tắc Shulz-Hardy) số loại muối độc hại mà loài người biết + Muối nhôm độc, sẵn có thị trường rẻ + Công nghệ keo tụ phèn nhôm công nghệ tương đối đơn giản, dễ kiểmsoát, phổ biến rộng rãi - Nhược điểm phèn nhôm: + Làm giảm đáng kể độ pH, phải dùng NaOH để hiệu chỉnh lại độ pH dẫn đến chi phí sản xuất tăng + Khi liều lượng cần thiết tượng keo tụ bị phá huỷ làm nước đục trở lại + Phải dùng thêm số phụ gia trợ keo tụ trợ lắng + Hàm lượng Al dư nước > so với dùng chất keo tụ khác lớn tiêu chuẩn với (0,2mg/lit) + Khả loại bỏ chất hữu tan ko tan kim loại nặng thường hạn chế + Ngoài ra, làm tăng lượng SO42- nước thải sau xử lí loại có độc tính vi sinh vật 1.2 Phèn sắt : Fe2(SO4)3.nH2O FeCl3.nH2O (n = – 6) - Muối sắt chưa phổ biến Việt Nam phổ biến nước công nghiệp Hoá học muối sắt tương tự muối nhôm nghĩa thuỷ phân tạo axit, cần đủ độ kiềm để giữ pH không đổi Fe3+ + 3H2O = Fe(OH)3 + 3H+ - Phèn sắt (III) thuỷ phân bị ảnh hưởng nhiệt độ.Vùng pH tối ưu:59 So sánh keo phèn nhôm phèn sắt tạo thành cho thấy: + Độ hoà tan keo Fe(OH)3 nước nhỏ Al(OH)3 + Tỉ trọng Fe(OH)3 = 1,5 Al(OH)3 ( trọng lượng đơn vị Al(OH)3 = 2,4 Fe(OH)3 = 3,6 ) keo sắt tạo thành lắng nước có chất huyền phù - Ưu điểm phèn sắt so với phèn nhôm: + Liều lượng phèn sắt(III) dùng để kết tủa 1/3 – 1/2 liều lượng phèn nhôm + Phèn sắt bị ảnh hưởng nhiệt độ giới hạn pH rộng ~ 10 ~ Hóa lý- DH09HH- nhóm - Nhược điểm phèn sắt(III) ăn mòn đường ống mạnh phèn nhôm ( trình phản ứng tạo axit) - Ở nước ta, người ta quen dùng phèn nhôm Để khắc phục nhược điểm loại dùng kết hợp phèn sắt phèn nhôm tương ứng 1: : Kết tủa hỗn hợp thích hợp vào mùa lạnh - Lưu ý: Trên thực tế, việc lựa chọn loại phèn, tính toán liều lượng phèn liều lượng chất kiềm hoá cần phải xác định thực nghiệm Các muối phèn đưa vào xử lý nước dạng dung dịch 1.3 Poly Aluminium Chloride: ( PAC) - Một chất keo tụ hệ mới, tồn dạng polime vô poli nhôm clorua (polime aluminium chloride), thường viết tắt PAC (hoặc PACl) Hiện nay, nước tiên tiến, người ta sản xuất PAC với lượng lớn sử dụng rộng rãi để thay phèn nhôm sunfat xử lý nước sinh hoạt đặc biệt xử lí nước thải - Tính chất: PAC có công thức tổng quát [Al2(OH)nCl6.nxH2O]m (trong m 5000 3.44 4.5 6.2 12.5 20 Trên thực tế, việc lựa chọn loại phèn, hóa chất keo tụ, việc tính toán lượng đưa vào xử lý cần xác định thực nghiệm 1.4 FAC - Hóa chất FAC (Ferous Aluminum Sulphat Compounds) hổn hợp phèn nhôm sắt hỗn hợp tỷ lệ 56% dạng khan dễ hòa tan dễ sử dụng.] - FAC có nhiều ưu điểm so với PAC trình keo tụ trong: + Hiệu lắng cao – lần, thời gian keo tụ nhanh + Ít làm biến động pH nước, không dùng dùng chất hổ trợ + Dễ sử dụng: không cần thiết bị thao tác phức tạp, không bị đục dùng thiếu thừa phèn + Có khả loại bỏ tạp chất hữu tan không tan kim loại nặng (kể ion Al3+ tự do) tốt phèn sulfat - Thành phần đặc tính: + FAC dạng rắn: Dạng bột màu trắng ngà ánh vàng, tan hoàn toàn nước Kim loại nặng thấp mức cho phép pH (dung dịch 10 % ) 4.2 ~ 4.4 Tỷ trọng khối (kg/dm3) 0.90 ~ 0.95 Thời gian sử dụng: Ở điều kiện bảo quản thông thường (bao kín, để nơi khô ráo, nhiệt độ phòng) lưu giữ lâu dài Cách dùng : Pha FAC bột thành dung dịch 12 % 15 % nước trong, cho lượng dung dịch tương ứng với lượng chất keo tụ cần thiết vào nước cần xử lý, khuấy để lắng + FAC dạng lỏng: Chất lỏng màu vàng nâu, có 02 mức hàm lượng chất keo tụ (qui % AL2O3 (%) & Fe2O3 56 % ± Đựng can nhựa bồn chứa, bào quản lâu dài ~ 13 ~ Hóa lý- DH09HH- nhóm Dùng trực tiếp, dễ chia liều lượng (đong đếm giọt) Thời gian sử dụng: Ở điều kiện bảo quản thông thường (bồn kín, để nơi khô ráo, nhiệt độ phòng) lưu giữ lâu dài Cách dùng : FAC dạng lỏng cho lượng dung dịch tương ứng với lượng chất keo tụ cần thiết vào nước cần xử lý, khuấy để lắng CÁC THIẾT BỊ VÀ CÔNG TRÌNH CỦA QUÁ TRÌNH KEO - Các công trình chuẩn bị dung dịch phèn:(định liều lượng phèn): bao gồm: Thùng hoà trộn, thùng tiêu thụ, thiết bị định liều lượng chất phản ứng - Các công trình trộn dung dịch chất phản ứng với nguồn: ống trộn, bể trộn - Các công trình tạo điều kiện cho phản ứng tạo lắng xảy hoàn toàn: ngăn phản ứng bể phản ứng 2.1 Một số sơ đồ bố trí công trình chuẩn bị phèn  Đối với công trình có công suất xử lý nhỏ:  Đối với công trình xử lý có công suất lớn: ~ 14 ~ Hóa lý- DH09HH- nhóm  Đối với công trình xử lý nước có công suất vừa lớn: 2.2 Bể hoà trộn phèn: - Nhiệm vụ lắng cặn, hoà tan phèn cục - Nồng độ dung dịch phèn bể 10-17% - Dùng khí nén cánh khuấy hoà tan phèn • Vật liệu: gỗ, nhựa bê tông • ¾ Cánh khuấy: kiểu phẳng có số vòng quay 20-30vòng/phút, số cánh huấy nhỏ • cánh • ¾ Chiều dài cánh l cánh = (0.4 – 0.45)Bb ¾ Diện tích bản: S = 0.1 –0.2 (m /m diện tích bể) ~ 15 ~ Hóa lý- DH09HH- nhóm - 2.3 Bể tiêu thụ: Nhiệm vụ pha loãng Nồng độ phèn –10% Dùng không khí nén máy khuấy, cường độ sục –5 l/s.m Đáy có độ nghiêng i = 0.005 phía ống xã Đường kính ống xả có d > 100 mm Dung tích bể : - bt :nồng độ dung dịch phèn thùng hoà trộn CÁC PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ TRONG SỬ LÝ NƯỚC THẢI 3.1 Phương pháp keo tụ tạo - Đối với hệ phân tán có diện tích bề mặt riêng lớn (bụi không khí, bùn, phù sa nước ) hạt có xu hướng co cụm lại tạo hạt lớn để giảm lượng bề mặt (tương tự tượng giọt nước, giọt thủy ngân tự vo tròn để giảm diện tích bề mặt) - Về nguyên tắc độ phân tán lớn, diện tích bề mặt riêng lớn, hạt keo có xu hút nhờ lực bề mặt Mặt khác, hạt keo loại nên hạt keo tích điện dấu (đặc trưng zeta) nên hạt keo tụ đẩy lực đẩy tĩnh điện hạt dấu theo định luật Culong, xu hướng làm hạt keo hút để tạo hạt lớn lắng xuống nhờ trọng lực hạt không tích điện Như vậy, ~ 16 ~ Hóa lý- DH09HH- nhóm lớn (hạt keo tích điện) hệ keo bền (khó kết tủa) Trường hợp lý tưởng: điện phẳng (zeta = ), hạt keo biến thành cấu tạo tụ điện phẳng, hạt không khác hạt không tích điện nên dễ dàng hút để tạo hạt lớn lắng Đây sở khoa học phương pháp keo tụ Hiện tượng hạt keo loại hút tạo thành tập hợp hạt có kích thước khối lượng đủ lớn để lắng xuống trọng lực thời gian đủ ngắn gọi tượng keo tụ Hiện tượng xảy triệt tiêu Hiện tượng keo tụ có tính thuận xảy nghịch nghĩa hạt keo keo tụ lại tích điện trở lại trở nên bền Các hoá chất gây keo tụ thường loại muối vô gọi chất keo tụ - Một cách khác làm hạt keo co cụm thành cặn lớn dễ lắng dùng tác nhân thích hợp “khâu”chúng lại thành hạt lớn đủ lớn, nặng để lắng Hiện tượng gọi tượng tạo thực nhờ phân tử chất cao phân tử tan nước có lực tốt với hạt keo hạt cặn nhỏ Khác với keo tụ có tính thuận nghịch, chất có khả tạo gọi chất tạo hay trợ keo tụ, trình tạo bất thuận nghịch - Như để kết tủa hệ keo ta sử dụng cách sau đây: + Phá tính bền hệ keo (do lực đẩy tĩnh điện) cách thu hẹp lớp điện kép tới mức zeta = 0, lực đẩy tĩnh điện hạt – hạt không, tạo điều kiện cho hạt keo hút lực bề mặt tạo hạt lớn dễ kết tủa Cách thực cho hạt keo hấp phụ đủ điện tích trái dấu để trung hoà điện tích hạt keo Điện tích trái dấu thường hạt ion đa hoá trị + Tạo điều kiện cho hạt keo va chạm với kết tủa chất keo tụ nhờ tượng bám dính ( hiệu ứng quét) + Dùng chất cao phân tử – trợ keo tụ để hấp phụ “khâu” hạt nhỏ lại với tạo hạt kích thước lớn (gọi hay cặn) dễ lắng 3.2 Phương pháp keo tụ điện hóa - Keo tụ điện hóa phương pháp điện hóa sử lý nước thải tác dụng điện cực dương (thường sử dụng nhom hoặt săt) sẻ ~ 17 ~ Hóa lý- DH09HH- nhóm bị ăn mòn giải phóng chất có khả keo tụ (AL3+,Fe3+) vào môi trường nước thải, kèm theo phản ứng điện phân sẻ tạo bọt khí cực âm - Đặc điểm + Dòng điện chiều + Điện cực dương kim loại hòa tan có khả tạo chất keo tụ + Tùy vào PH mà chon kim loại làm điện cực dương thích hợp + Thời gian lưu nước, hiệu điện thế, cường độ dòng điện hiệu suất vận hành bể có quan hệ chặt chẻ với + Hệ thống điện cực đặt ngâm nước thải, để đảm bảo tính tiếp xúc bọt khí chất ô nhiễm tốt + Bể hoạt động lien tục hoặt theo mẻ MỘT SỐ QUY TRÌNH SỬ LÝ NƯỚC THẢI 4.1 quy trình sử lý nước thải rỉ rác ~ 18 ~ Hóa lý- DH09HH- nhóm 4.2 quy trình sử lý nước thải công nghiệp 4.3 sử lý nước thải sinh hoạt ~ 19 ~ Hóa lý- DH09HH- nhóm o TÀI LIỆU THAM KHẢO - trình hóa keo ts Phan Xuân Vận (chủ biên),ts Nguyễn Tiến Quý – năm 2006 - Hóa lý hóa keo Nguyễn Hửu Phú - Hóa keo ThS Nguyễn Hữu Sơn - http://thegioixanh.asia - http://www.phuongdongwt.vn - http://thuvienvatly.com/ ~ 20 ~ [...]... điện hóa trong sử lý nước thải trong đó dưới tác dụng của các điện cực dương (thường sử dụng là nhom hoặt săt) sẻ ~ 17 ~ Hóa lý- DH09HH- nhóm 4 bị ăn mòn và giải phóng các chất có khả năng keo tụ (AL3+,Fe3+) vào trong môi trường nước thải, kèm theo đó là các phản ứng điện phân sẻ tạo ra các bọt khí ở cực âm - Đặc điểm + Dòng điện một chiều + Điện cực dương là kim loại hòa tan có khả năng tạo chất keo. .. điện tích hạt keo Điện tích trái dấu này thường là các hạt ion đa hoá trị + Tạo điều kiện cho các hạt keo va chạm với các bông kết tủa của chính chất keo tụ nhờ hiện tượng bám dính ( hiệu ứng quét) + Dùng những chất cao phân tử – trợ keo tụ để hấp phụ “khâu” các hạt nhỏ lại với nhau tạo hạt kích thước lớn (gọi là bông hay bông cặn) dễ lắng 3.2 Phương pháp keo tụ điện hóa - Keo tụ điện hóa là một phương... bướcquyết định trong công nghệ chế tạo Al13 thành phần chính của PAC - Phương pháp sử dụng: 1 Sản phẩm dạng lỏng có thể sử dụng trực tiếp hoặc loãng đi 10 lần rồi mới sử dụng, dạng đặc phải loãng đi thành ra dung dịch 5 – 10% mới sử dụng, như thế mới dung hòa đều, hiệu quả mới tốt 2 Dung dịch đã làm loãng tốt nhất phải sử dụng hết trong 4 – 8 giờ ~ 12 ~ Hóa lý- DH09HH- nhóm 4 3 Số lượng sử dụng phải căn... pháp keo tụ Hiện tượng các hạt keo cùng loại có thể hút nhau tạo thành những tập hợp hạt có kích thước và khối lượng đủ lớn để có thể lắng xuống do trọng lực trong thời gian đủ ngắn được gọi là hiện tượng keo tụ Hiện tượng xảy ra khi thế được triệt tiêu Hiện tượng keo tụ có tính thuận này xảy ra khi thế nghịch nghĩa là hạt keo đã keo tụ lại có thể tích điện trở lại và trở nên bền Các hoá chất gây keo. .. các hạt keo tụ luôn đẩy nhau bởi lực đẩy tĩnh điện giữa các hạt cùng dấu theo định luật Culong, xu hướng này làm hạt keo không thể hút nhau để tạo hạt lớn hơn và lắng càng xuống nhờ trọng lực như những hạt không tích điện Như vậy, thế ~ 16 ~ Hóa lý- DH09HH- nhóm 4 càng lớn (hạt keo càng tích điện) thì hệ keo càng bền (khó kết tủa) Trường hợp lý tưởng: nếu thế điện phẳng (zeta = 0 ), thì hạt keo biến... tương ứng với lượng chất keo tụ cần thiết vào nước cần xử lý, khuấy đều và để lắng trong 2 CÁC THIẾT BỊ VÀ CÔNG TRÌNH CỦA QUÁ TRÌNH KEO - Các công trình chuẩn bị dung dịch phèn:(định liều lượng phèn): bao gồm: Thùng hoà trộn, thùng tiêu thụ, thiết bị định liều lượng chất phản ứng - Các công trình trộn đều dung dịch chất phản ứng với nguồn: ống trộn, bể trộn - Các công trình tạo điều kiện cho phản ứng. .. [Al2(OH)nCl6.nxH2O]m (trong đó m 5000 3.44 4.5 6.2 12.5 20 Trên thực tế, việc lựa chọn các loại phèn, các hóa chất keo tụ, việc tính toán lượng đưa vào xử lý cần được xác định bằng thực nghiệm 1.4 FAC - Hóa chất FAC... hay trợ keo tụ, quá trình tạo bông là bất thuận nghịch - Như vậy để kết tủa hệ keo ta có thể sử dụng các cách sau đây: + Phá tính bền của hệ keo (do lực đẩy tĩnh điện) bằng cách thu hẹp lớp điện kép tới mức thế zeta = 0, khi đó lực đẩy tĩnh điện hạt – hạt bằng không, tạo điều kiện cho các hạt keo hút nhau bằng các lực bề mặt tạo hạt lớn hơn dễ kết tủa Cách này có thể thực hiện khi cho hạt keo hấp phụ... Sulphat Compounds) là hổn hợp phèn nhôm sắt hỗn hợp tỷ lệ 56% ở dạng khan dễ hòa tan và dễ sử dụng. ] - FAC có nhiều ưu điểm so với PAC đối với quá trình keo tụ trong: + Hiệu quả lắng trong cao hơn 3 – 5 lần, thời gian keo tụ nhanh + Ít làm biến động pH của nước, không dùng hoặc dùng ít chất hổ trợ + Dễ sử dụng: không cần thiết bị và thao tác phức tạp, không bị đục khi dùng thiếu hoặc thừa phèn + Có ... làm cho keo trái dấu tập hợp sa lắng nhanh B ỨNG DỤNG CỦA HÓA KEO TRONG LỈNH VỰC MÔI TRƯỜNG - Môi trường lĩnh vực rộng nhiên, ứng dụng hóa keo lĩnh vực chủ yếu sử lí nước thải sinh hoạt công nghiệp.. .Hóa lý- DH09HH- nhóm MỤC LỤC A KIẾN THỨC CHUNG VỀ HÓA KEO MỘT SỐ KHÁI NIỆM 3 HỆ KEO TÍNH CHẤT HỆ KEO PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ HỆ KEO SỰ KEO TỤ B ỨNG DỤNG CỦA HÓA KEO TRONG LỈNH VỰC MÔI TRƯỜNG... phân tán môi trường phân tán - Hệ keo ghét lưu Hệ gồm hạt phân tán không liên kết với môi trường gọi hệ keo ghét lưu hệ keo ghét dung ~3~ Hóa lý- DH09HH- nhóm - - - - môi( lyophobe), môi trường