Ứng dụng của hấp phụ trong xử lý nước

MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG BIỂU, HÌNH ẢNH CHƯƠNG KẾ HOẠCH THỰC HIỆN CHƯƠNG TỔNG QUAN 2.1 Giới Thiệu 2.2 Vật liệu hấp phụ: 10 CHƯƠNG CƠ CHẾ HẤP PHỤ 13 3.1 Cơ sở khoa học trình hấp phụ .13 3.2 Sự cân hấp phụ 18 3.3 Cân đẳng nhiệt Freundlich 20 3.4 Động hấp phụ 23 3.5 Phương pháp giải cho công thức 24 CHƯƠNG TÁI SINH VẬT LIỆU HẤP PHỤ 28 4.1 Tái sinh nhiệt 29 4.2 Các phương pháp khác 30 CHƯƠNG ỨNG DỤNG 32 5.1 Ứng dụng vật liệu hấp phụ 32 5.2 Ứng dụng hấp phụ xử lý nước cấp 35 5.3 Ứng dụng hấp phụ xử lý nước thải: 36 5.4 Than hoạt tính xử lý nước thải 38 5.5 Ứng dụng thực tiển 46 CHƯƠNG KẾT LUẬN 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO 54 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VOC: Hợp chất hữu dễ bay THMs:Trihalomethanes GAC: Than hoạt tính dạng hạt PAC:Than hoạt tính dạng bột AC: Bộ lọc than hoạt tính LMW: Các hợp chất có trọng lượng phân tử thấp DOC: Các chất ô nhiễm hữu đa lượng AOC: Carbon hữu đồng hóa UV: Tia tử ngoại DANH MỤC BẢNG BIỂU, HÌNH ẢNH A.Bảng Biểu Bảng Đặc điểm vật liệu hấp phụ thương mại Bảng So sánh hấp phụ vật lý hấp phụ hóa học Bảng Bảng Bảng Trang 12 16 Hằng số K n cho số chất biết 22 Lượng tiêu hao tái sinh than hoạt tính 31 Ứng dụng số chất hấp phụ B.Hình Ảnh Hình Hình Hình Cấu trúc mở carbon hoạt tính Mặt cắt ngang dọc bể lọc carbon Vị trí lọc than hoạt tính qui trình xử lý nước Hình Hình Hình Hình Hình Hình đóng chai Cơ chế hấp phụ bề mặt Quá trình hấp phụ giải hấp phụ Sơ đồ đại diện bể lọc than hoạt tính Tiến độ nồng độ theo thời gian chiều cao Đường cong xuyên thấu Mối liên hệ thời gian tiếp xúc thời gian chạy bể Hình 10 lọc Các vấn đề liên quan đến chất hấp Hình 11 phụ chi tiêu lợi ích tái sinh Tiêu thụ vật liệu hấp phụ giới Hình 12 Hình 13 Hình 14 Hình 15 Hình 16 Hình 17 Hình 18 Hình 19 Hình 20 Hình 21 Hình 22 Hình 23 Bộ lọc than hoạt tính Than hoạt tính xử lý nước Sơ đồ khối q trình Mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Sơ đồ khối trình hấp phụ nhiều bậc xi dịng Mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt với nhiều bậc xi dịng Sơ đồ khối hấp phụ bậc ngược dịng Mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt với nhiều bậc ngược dòng Đường cong xuyên thấu đo thực tiển Sự giải hấp phụ sau khử clo vận chuyễn Cấu tạo bể lọc lớp di chuyển Đường cong xuyên thấu cho bể lọc carbon hoạt tính có lớp di chuyển 33 10 13 14 20 25 25 26 28 32 36 39 39 42 43 44 45 46 46 48 48 49 Hình 24 Hình 25 Bể lọc áp lực thép với carbon hoạt tính Sự ảnh hưởng tiền ozone hóa thời gian tiếp xúc yêu cầu 50 51 CHƯƠNG KẾ HOẠCH THỰC HIỆN I GIỚI THIỆU Xử lý nước thải nước cấp có tầm quan trọng lớn không môi trường tự nhiên mà sức khỏe người Mức sống người dân ngày tăng đồi hỏi chất lượng nước xử lý tăng theo Đặc biệt từ có luật , quy định chất lượng nước thải Các doanh nghiệp, xưởng công nghiệp đầu tư hệ thống xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn theo quy định Hấp phụ, trong hóa học q trình xảy chất khí hay chất lỏng bị hút bề mặt chất rắn xốp Chất khí, hay chất hịa tan gọi chất bị hấp phụ (adsorbate), chất rắn xốp dùng để hút khí, hay chất hịa tan gọi chất hấp phụ (adsorbent) khí khơng bị hấp phụ gọi khí trơ Q trình ngược lại hấp phụ gọi trình giải hấp phụ hay nhả hấp phụ Các chất hấp phụ than hoạt tính , zeolite, silicagel … sử dụng nhiều công nghệ xử lý nước cấp nước thải Giai đoạn lọc thường giai đoạn ứng dụng hấp phụ để lọc tạp chất , chất bẩn , chất ô nhiểm sau nước xử lý cấp cấp hai Hấp phụ khơng ứng dụng cơng trình xử lý nước cho thành phố hay cơng ty xí nghiệp mà sử dụng cho lọc nước nhà dân vịi lọc , bình lọc Thơng qua chun đề “ Ứng dụng hấp phụ xử lý nước” , sẻ giới thiệu chế hấp phụ ứng dụng hấp phụ xử lý nước cấp nước thải , đánh giá hiệu hấp phụ xử lý nước Chuyên để thực qua việc tổng hợp tài liệu nước tài liệu quốc tế I MỤC TIÊU Mục tiêu đề tài giới thiệu trình hấp phụ, ứng dụng trình hấp phụ vào xử lý nước thải nước cấp II PHẠM VI, ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu: Quá trình hấp phụ ứng dụng hấp phụ xử lý nước thải nước cấp Phạm vi nghiên cứu : Những vấn đề có liên quan tới trình hấp phụ ứng dụng hấp phụ xử lý nước thải nước cấp Có thể mở rộng báo, tạp chí quốc tế cơng bố có liên quan đến đề tài III NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Phương pháp nghiên cứu: sử dụng nhiều báo, tạp chí nước ngồi cơng bố, có chọn lọc thông tin hay, mới, hiệu để xây dựng chuyên đề Ngoài ra, tham khảo ý kiến giảng viên để hỗ trợ kiến thức trình thực Nội dung nghiên cứu: Để hoàn thành chuyên đề, phải thực bước - Dịch tài liệu tham khảo chính, đọc hiểu nội dung - Hình thành ý tưởng dàn bài, cân nhắc nội dụng cần thiết cho chuyên đề - Tìm kiếm báo nước ngồi (trong nước) cơng bố có liên quan Sàng lọc thông tin phù hợp có tính lạ - Tham khảo tài liệu tiếng Việt giảng viên để nắm thông tin - Chỉnh sửa làm CHƯƠNG TỔNG QUAN 2.1 Giới Thiệu Nước chứa chất hữu hòa tan bị loại bỏ tạo cặn hay lọc cát Các hợp chất hữu hòa tan bao gồm : - Các hợp chất tạo mùi, vị , màu Các chất ô nhiễm ( thuốc bảo vệ thực vật, hợp chất hydrocarbon) Carbon hoạt tính hấp phụ ( phần ) chất hữu chủ yếu sử dụng xử lý nước uống từ nước mặt Trong khứ, nước uống sản xuất từ nước mặt phải qua bước : kết bông, loại bỏ cặn ( lắng lọc ) khử trùng với chlorine Điều đủ để đáp ứng yêu cầu nước uống cho độ đục , mùi , vị… Do phát thuốc bảo vệ thực vật nước uống dẫn đến việc xử lý nước truyền thống không cịn đáp ứng tiêu chuẩn Ngồi chlorine tác dụng với chất hữu hình thành THMs chất độc Các chất độc bị loại bỏ carbon hoạt tính Vấn đề carbon hoạt tính liên tục bị bão hịa THMs cần tái sinh thường xuyên Tốt nên ngăn chặn hình thành THMs cách giảm nồng độ chất hữu trước cho chlorine vào Carbon hoạt tính chất có nồng độ carbon cao Dưới nhiệt độ cao, phần carbon vật liệu chuyển hóa thành CO nước Đó lý carbon có cấu trúc mở Lỗ lớn (> 25nm) , lỗ nhỏ (1- 25nm), vi lỗ (