MỤC LỤC
Valder Walls phụ thuộc vào bản chất của hạt keo, mật độ của chúng, và không phụ thuộc vào thành phần hóa học của dung dịch nước. Đối với hệ có cường độ ion thấp, thế năng tương tác tổng có giá trị dương ở vùng có khoảng cách nằm giữa các hạt keo, tức là lực đẩy chiếm ưu thế. Muốn tiến sát lại gần nhau và có sự xen phủ của lớp khuếch tán, các hạt keo cần phải có năng lượng lớn hơn hàng rào thế năng.
Với hệ có cường độ ion cao, tương tác giữa các hạt keo dễ dàng hơn do độ dày của lớp khuếch tán thấp, giá trị cực đại của thế năng tương tác tổng có giá trị nhỏ, thậm chí bằng không. Để tạo điều kiện cho quá trình keo tụ, cần giảm giá trị của hàng rào thế năng bằng cách đưa vào hệ những chất điện li có hóa trị cao (cường độ ion lớn) hoặc tăng nhiệt độ (tăng động năng) hoặc khuấy trộn tạo điều kiện cho quá trình tạo tập hợp lớn. Độ bền của hệ keo ưa nước không chỉ do lực tương tác tĩnh điện mà còn do vỏ hydrat của hạt keo. Lớp vỏ hydrat gồm hai lớp, lớp đầu được tạo thành do tương tác dipol định hướng của phân tử nước với bề mặt của hệ keo có liên kết khá bền, tiếp theo là lớp vỏ có tương tác thấp hơn do chịu chuyển động nhiệt. Hấp phụ các hợp chất tồn tại trong môi trường trên bề mặt hạt keo ưa nước cũng làm tăng tính bền do sự che chắn, ngăn cản chúng tiếp xúc với nhau. b) Các cơ chế của quá trình keo tụ:. Nén ép làm giảm độ dày lớp điện kép. Hấp phụ và trung hòa điện tích. Lôi cuốn, quét cùng với chất kết tủa. - Phản ứng 1: Hấp phụ ban đầu ở liều lượng polymer tối ưu. - Phản ứng 4: Khi liều lượng polymer dư. Chương 3: Nội dung và phương pháp nghiên cứu. c) Các giai đoạn của quá trình keo tụ. d) Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình keo tụ. pH : pH là một yếu tố cực kỳ quan trọng đối với quá trình keo tụ. Thông thường, ở pH thấp các chất hữu cơ mang điện tích âm và pH cao chúng mang điện tích dương. Ảnh hưởng của pH đến tốc độ đông tụ của dung dịch keo: tốc độ đông tụ của dung dịch keo và điện thế ξ của nó có quan hệ. Trị số ξ càng nhỏ, lực đẩy giữa các hạt keo càng yếu. Vì vậy tốc độ đông tụ của nó càng nhanh. Khi điện thế ξ bằng không, nghĩa là đạt đến điểm đẳng điện, tốc độ đông tụ của nó lớn nhất. Dung dịch keo hình thành từ hợp chất lưỡng tính, trị số ξ của nó và điểm đẳng điện chủ yếu quyết định bởi trị số pH của nước. Do đó, để đạt được hiệu quả keo tụ là tốt nhất thì phải chọn trị số pH thích hơp cho từng loại nước thải riêng. Trị số pH này gọi là pH tối ưu. Đối với mỗi loại nước khác nhau sẽ có pH tối ưu khác nhau và không có một phương pháp nào tính toán mà phải dựa vào thực nghiệm thông qua thí nghiệm Jartest trên từng loại nước thải riêng. Liều lượng chất keo tụ: quá trình keo tụ không phải là một phản ứng hóa học thông thường, nên lượng chất keo tụ cho vào không thể dựa vào các tính toán để xác định. Tùy vào loại nước khác nhau, tùy vào hàm lượng chất keo mà phải tiến hành thực nghiệm để xác định trị số pH tối ưu tương ứng với trị số pH tối ưu của nó. Trang 11 Thủy phân. Keo tụ perikinetic. Keo tụ Orthokinetic. Cho chất keo tụ. -Phản ứng với nước, ion hóa, thủy phân,trùng hợp. Làm mất tính ổn định. -Nén ép giảm độ dày lớp điện tích kép. - Hấp phụ ion từ chất keo tụ trên bề mặt các phân tử. - Liên kết các ion và phần tử khác trên bề mặt các phân tử. -Lôi cuốn hạt keo cùng chất kết tủa. - Tạo cầu liên kết giữa các hạt keo. Vận chuyển Chuyển khối do khuếch tán Brown. Vận chuyển Keo tụ cưỡng bức. Chương 3: Nội dung và phương pháp nghiên cứu. Độ đục ban đầu: một số loại nước cần keo tụ có độ đục thấp, nghĩa là hàm lượng các chất lơ lửng thấp, khả năng liên kết với các chất keo tụ thấp cho nên hiệu quả keo tụ không cao. Lúc này phải tạo độ đục ban đầu bằng cách cho thêm các chất trợ keo tụ như vôi…. Chất hữu cơ: các chất hữu cơ là mục tiêu keo tụ chính của quá trình keo tụ. Một số chất hữu cơ hòa tan gây khó khăn cho quá trình keo tụ. Anion, cation trong nước: sự có mặt của các ion này trong nước có khả năng làm giảm tính ổn định của hệ keo, tăng khả năng keo tụ của chúng. Hiệu ứng khuấy: Trong quá trình keo tụ, một trong những yếu tố quyết định nữa là tốc độ khuấy trộn được cung cấp. Quá trình keo tụ phải đựơc đảm bảo sự khuấy trộn thích hợp theo từng giai đoạn riêng biệt giúp cho chất keo tụ tiếp xúc được với hạt keo và các bông keo tiếp xúc với nhau tạo thành các bông lớn hơn nhằm đạt đến hiệu quả tạo bông là tốt nhất. Thế năng zeta của hệ: thế năng ξ của hệ quyết định đến pH tối ưu cho quá trình keo tụ. Nhiệt độ keo tụ: một số chất keo tụ bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ của nước thải. Ở nhiệt độ quá cao, do chuyển động nhiệt các bông keo tạo thành khó có khả năng lớn, hiệu quả lắng kém đi. Thí nghiệm Jartest a) Mục đích. Xác định loại PAC thích hợp cho quá trình xử lý. Xác định pH tối ưu cho quá trình keo tụ đối với từng màu của nước thải nhuộm đồng thời xác định liều lượng phèn tối ưu ứng với pH tối ưu cho từng màu đó. b) Mô hình và hóa chất. Mô hình: Nghiên cứu quá trình keo tụ tạo bông được tiến hành trên mô hình Jartest.
- Cho vào các cốc một lượng phèn khác nhau với độ lệch về lượng cách đều nhau. - Dùng NaOH chỉnh pH về giá trị pH tối ưu xác định từ thí nghiệm pH tối ưu. - Phân tích COD và độ đục phần nước trong thu được sau quá trình lắng.
Sử dụng các kết quả của quá trình nghiên cứu để đưa vào trong hệ thống xử lý. Xem xét khả năng khi áp dụng vào trong hệ thống xử lý thực tế. Đưa các điều kiện cụ thể để có thể áp dụng kết quả nghiên cứu vào thực tế một cách khả thi.