Thuyết trình bài keo tụ tạo bông

Trong nước thường tồn tại rất nhiều các dạng chất ô nhiễm như các chất hữu cơ, chất rắn lơ lửng, cặn bẩn chúng tồn tại ở trạng thái khác nhau. Các quá trình cơ học (lắng, lọc, ly tâm) chỉ tách hiệu quả các hạt lơ lửng có đường kính hạt >104 mm (bùn, tảo, cát…). Đối với các hạt lơ lửng rất nhỏ và dạng keo đường kính hạt 106 104 mm (sét, đại phân tử hữu cơ…), thường rất khó lắng, lọc. Vì vậy để đạt hiệu quả trước khi lắng lọc người ta sử dụng quá trình keo tụ tạo bông.

1

CÁC QUÁ TRÌNH HÓA LÝ TRONG KTMT

TS BÙI THỊ THU HÀQUÁ TRÌNH KEO TỤ TẠO BÔNG

I CƠ SỞ LÝ THUYẾT

II KHÁI NIỆM, ỨNG DỤNG, HẠT KEO

III CƠ CHẾ QUÁ TRÌNH KTTB

IV ĐỘNG HỌC QUÁ TRÌNH KTTB

V THIẾT BỊ QUÁ TRÌNH KTTB

VI NGUYÊN LIỆU CHO QUÁ TRÌNH KTTB

VII CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG

QUÁ TRÌNH KTTB

3

Trong nước thường tồn tại rất nhiều các dạng chất ô nhiễm như các chất hữu cơ, chất rắn lơ lửng, cặn bẩn chúng tồn tại ở trạng thái khác nhau.

- Các quá trình cơ học (lắng, lọc, ly tâm) chỉ tách hiệu quả các hạt lơ lửng có đường kính hạt >10 -4 mm (bùn, tảo, cát…)

- Đối với các hạt lơ lửng rất nhỏ và dạng keo đường kính hạt

10 -6 -10 -4 mm (sét, đại phân tử hữu cơ…), thường rất khó lắng, lọc Vì vậy để đạt hiệu quả trước khi lắng lọc người ta

sử dụng quá trình keo tụ - tạo bông

I Cơ sở lý thuyết

- Keo tụ: là sự phá vỡ tính bền vững của các hạt keo bằng

cách đưa thêm một chất phản ứng - gọi là chất keo tụ

5

II Khái niệm và mục đích

1 Khái niệm

6

7

 Tách các hạt cặn có kích thước 0,001 μm < φ < 1 μm.

 Chuyển các hạt keo thành các hạt có thể lắng

 Giảm đi các thành phần có trong nước như: chất bẩn lơ lửng, các anion PO4 3-… và có thể cải thiện độ đục và

màu sắc của nước

2 Ứng dụng quá trình keo tụ tạo bông

9

- Đối tượng xử lí chủ yếu của quá trình KTTB là hạt keo

- Hạt keo có kích thước khoảng 0,001 μm < φ < 1 μm, khả

năng lắng rất chậm

- Các hạt keo thường mang điện tích tương ứng với môi

trường xung quanh và có thể phân loại thành 2 dạng chính:

+ Keo kỵ nước+ Keo háo nước

3 Hạt keo

Keo kỵ nước (hydropholic)

- Không có ái lực với môi

VD: đất sét, oxit kim loại,…

Keo háo nước (hydrophilic):

- Thể hiện ái lực đối với nước

- Có khả năng hấp phụ các phân tử nước làm chậm quá trình keo tụ

- Đa số là những hạt hữu cơ

VD: vi trùng, protein, các polyme hòa tan, lòng trắng trứng,…

Cấu tạo của hạt keo

điện tích dương (hydroxit sắt, hydroxit nhôm…)

12

Ion dương Ion âm

Cấu tạo hạt keo

13

Tập hợp hai lớp trên gọi

là lớp kép, thế điện động xuất hiện giữa hai lớp

gọi là thế zeta.

Lớp thứ hai: dày hơn là hỗn hợp của các ion (hầu hết cation), liên kết lỏng lẻo gọi là lớp khuếch tán

Lớp thứ nhất: rất mỏng, mang

điện tích(+) và liên kết chặt chẽ

với hạt keo gọi là lớp Stern

- Cơ chế hấp phụ - tạo cầu nối : Các polymer vô cơ hoặc hữu cơ có thể ion hóa, nhờ cấu trúc mạch dài chúng tạo ra cầu nối giữa các hạt keo

- Quá trình keo tụ hấp phụ cùng lắng trong quá trình lắng: tác nhân keo tụ là phèn nhôm và phèn sắt cho vào dung dịch sẽ tạo thành Al(OH)3 hoặc Fe(OH)3 và lắng xuống, kéo theo các bông keo, các cặn bẩn hữu cơ và

vô cơ, các hạt keo khác cùng lắng

III Cơ chế của quá trình keo tụ tạo bông (tt)

Liên kết giữa các hạt polymer

đã hấp phụ với nhau hoặc với các hạt khác

17

III Cơ chế của quá trình keo tụ tạo bông (tt)

18

Gồm hai quá trình chính:

• Quá trình keo tụ: dựa trên cơ chế phá bền hạt keo

• Quá trình tạo bông: tiếp xúc/ kết dính giữa các hạt

keo đã bị phá bền

IV Động học quá trình KTTB

V Thiết bị quá trình KTTB

Những thiết bị cần cho quá trình keo tụ:

- Cánh khuấy: nó có chức năng rất quan trọng trong quá trình này, cánh khuấy có tác dụng khuấy các chất keo tụ hòa tan vào chất lỏng

- Máy đo pH: quá trình keo tụ chịu sự ảnh hưởng của pH

Do đó máy đo pH giúp chúng ta biết và ổn định được

độ pH cho quá trình keo tụ xảy ra hiệu quả nhất

- Thiết bị châm hóa chất:  Thiết bị châm hóa chất sử dụng

để đưa hóa chất xử lý vào quá trình keo tụ

V Thiết bị quá trình KTTB (tt)

- Các hoá chất gây keo tụ thường là các

loại muối vô cơ Thường sử dụng phèn

nhôm, phèn sắt, PAC để làm chất

keo tụ

- Phương pháp keo tụ- kết bông sử dụng

Poly Aluminium Chloride ( PAC) Chất

keo tồn tại dưới dạng polime vô cơ là

poli nhôm clorua (polime aluminium

chloride) chúng được sử dụng rộng rãi

trong quá trình xử lý nước

VI Nguyên liệu cho quá trình KTTB

VI Nguyên liệu cho quá trình KTTB (tt)

-PAC thường ở dạng bột thô màu vàng nhạt hoặc vàng đậm, dễ tan trong nước và kèm tỏa nhiệt, dung dịch trong suốt, có tác dụng khá mạnh về tính hút thấm

-Không làm đục nước,không ăn mòn thiết bị, không phát sinh SO42-, có khả năng keo tụ tốt

-So với khối lượng nước thì lượng PAC cho vào rất nhỏ nhưng phản ứng lại diễn ra rất nhanh ngay sau khi tiếp xúc với nước

-Giá thành rẻ

 

* Đối với quá trình keo tụ:

- Điều kiện khuấy trộn (càng nhanh càng đều càng tốt)

- Nhiệt độ nước (nhiệt độ càng cao càng tốt), pH của nước ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình thủy phân

* Đối với quá trình tạo bông:

- Điều kiện khuấy trộn (chậm, thời gian dài)

- Độ đục của nước thô và nồng độ cặn đã được dính kết từ

trước

* Ngoài ra còn có các ảnh hưởng khác như: thành phần

ION, chất hữu cơ, liều lượng chất keo tụ, độ đục ban đầu

VII.Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình KTTB

26