I. XỬ Lí BẰNG PHƯƠNG PHÁP KEO Tễ:
c. Keo tụ bằng cỏc hợp chất cao phõn tử.
Cỏc chất cao phõn tử dựng làm chất tụ keo thường là loại tan trong nước, chỳng cú cấu tạo mạch dài, phõn tử lượng từ 103 đến 107 g/mol và đường kớnh phõn tử trong dung dịch khoảng 0,1àm đến 1 àm.
Ngoài việc sử dụng trực tiếp làm chất keo tụ chỳng cũn được dựng làm chất trợ keo tụ (chất trợ lắng), tức là sử dụng cựng với phốn nhụm hoặc sắt là những chất keo tụ chớnh. Chỳng giỳp cho quỏ trỡnh keo tụ xảy ra nhanh hơn và tạo ra cỏc bụng keo cú kớch thước lớn hơn để cú thể tỏch ra khỏi nước dễ dàng.
Dựa vào tớnh chất ion của polyme người ta chia làm 3 loại polyme: Loại anion, loại cation và loại khụng ion.
- Loại anion: Đú là cỏc đồng trựng hợp của acrylamit và axit acrylic
- Loại trung hoà (hay khụng ion): Vớ dụ: polyacrylamit
n CH2-C C = O CH3 O-CH2-CH2-CH2-N- CH3 CH3 m CH3 + Cl- p CH2-CH NH2 C = O
- Loại cation: là loại polyme đồng trựng hợp từ acrylamit và n-dimetylamino propylmethacrylat với sự cú mặt của metyl clorua.
Cỏc polyme cú cấu tạo mạch dài, phõn tử lượng cao, khi phõn ly trong nước chỳng keo tụ cỏc hạt cặn bẩn trong nước dưới dạng liờn kết chuỗi. Cỏc liờn kết này tạo điều kiện thuận lợi cho việc hỡnh thành và lắng tủa bụng cặn.
Cỏc polyme dựng làm chất keo tụ cú nhược điểm là khụng bảo quản được lõu, đặc biệt khi đó hoà tan trong nước; cụng nghệ sản xuất tốn kộm, giỏ thành cao. Vỡ vậy polyme chỉ thường được sử dụng làm chất trợ lắng cho cỏc quỏ trỡnh keo tụ khỏc.
Cỏc hạt của cỏc chất keo tụ mang điện tớch dương vỡ vậy chất trợ lắng thớch hợp là loại anion yếu hoặc khụng ion. Quỏ trỡnh xử lý nước trong nhà mỏy nhiệt điện Phả Lại dựng chất keo tụ là phốn nhụm và chất trợ lắng là loại anion polyacrylamit (A-95).
Đặc điểm của chất trợ lắng A-95 (nhúm điện tớch anion).
- Thành phần chớnh: polyacrylamit - Loại anion: anion yếu
- Hỡnh dạng: hạt trũn
- Trọng lượng đổ: 0,65 g/cm3
- Độ hũa tan tiờu chuẩn: 0,05 ữ 0,2% - Khoảng pH hiệu quả: 4 ữ 10
- Độ ổn định trong bảo quản: + Dạng rắn (sản phẩm): 1 năm. + Dung dịch: 2 ngày.
Từ những đặc trưng trờn, ta thấy ứng dụng của chất trợ lắng A-95 cũn phụ thuộc vào nhiều yếu tố nh: chất huyền phự, độ oxit hoỏ, độ kiềm của nước.
Tỏc dụng của chất trợ lắng A-95:
Sau thủy phõn cỏc hydroxit nhụm tạo ra trong nước mang điện tớch dương, cỏc hạt keo này sẽ kết hợp với cỏc chất lơ lửng mang điện tớch õm trong nước. Vỡ lượng tạp chất trong nước ít và nhỏ nờn sự tạo thành cỏc hạt keo nhụm cú đường kớnh lớn hơn, trọng lượng lớn hơn là rất khú. Khi dựng chất trợ lắng A-95, bản thõn cỏc polime sẽ tan trong nước tạo dung dịch keo cú sức dớnh mạnh. Chỳng mang điện tớch õm do vậy sự tạo thành cỏc bụng phốn cú kớch thước lớn nhanh và dễ dàng khi lượng keo này lớn và dày đặc tạo thành cỏc màng ngăn, hút cỏc hạt keo khỏc vừa tạo thành cựng cỏc tạp chất lơ lửng làm nước trong.
Hiệu quả kết lắng tăng cao trong khoảng pH = 4 ữ 10. Cho nờn việc khống chế độ kiềm khụng khắc khe lắm, sự kết lắng nhanh nờn cụng suất bể lắng cú thể tốt nhất ở pH = 6 ữ 8 và trỏnh sự thay đổi cụng suất bể lắng đột ngột.
Cơ chế quỏ trỡnh keo tụ khi dựng phốn nhụm và chất trợ lắng A-95.
Trong dung dịch nước phốn nhụm thuỷ phõn như sau: Al2(SO4)3 + 6H2O → 2Al(OH)3 ↓ + 6H+ + 3SO42-
Sau khi thuỷ phõn cỏc hydroxit nhụm hỡnh thành sẽ tập hợp lại và hỡnh thành cỏc hạt keo mang điện tớch dương. Cỏc hạt keo này sẽ kết hợp với cỏc hạt keo tự nhiờn mang điện tớch õm tạo thành bụng cặn. Bản thõn cỏc bụng cặn nhỏ này lại cú ỏi lực với nhau tạo thành bụng bựn to hơn và lắng xuống. Tuy nhiờn, khi lượng tạp chất trong nước ít và nhỏ thỡ sự tạo thành cỏc bụng keo cú đường kớnh lớn là rất khú. Khi đú sự tham gia của chất trợ lắng vào quỏ trỡnh keo tụ là rất quan trọng. Khi cú sự tham gia của chất trợ lắng A-95 trong quỏ trỡnh keo tụ thỡ bản thõn chất trợ lắng hoà tan trong nước tạo thành cỏc sợi keo mang điện tớch õm.
Chỳng sẽ tham gia vào quỏ trỡnh lắng tụ để thỳc đẩy quỏ trỡnh lắng tụ liờn kết cỏc bụng phốn nhỏ tạo thành cỏc bụng phốn to hơn, tạo thành cỏc đỏm bụng
phốn lớn như những mỏy lọc dày đặc tiếp tục hấp phụ những bụng phốn nhỏ và lắng xuống.
Với mẫu nước nguồn Phả Lại, chất trợ lắng cú hiệu quả tốt nhất là loại anion A-95.
Khi sử dụng chất trợ lắng trong quỏ trỡnh keo tụ vừa tiết kiệm được phốn mà chất lượng nước lại tốt hơn, nõng cao dung lượng trao đổi của khối hạt lọc, do vậy giảm được lượng axit dựng để hoàn nguyờn bỡnh trao đổi ion. Mặt khỏc giảm lượng phốn tức là giảm lượng ion SO42- trong nước, do đú bỡnh trao đổi anion khi làm việc được lõu hơn và giảm được lượng kiềm cho quỏ trỡnh hoàn nguyờn bỡnh trao đổi anion. Vậy dựng A-95 là nõng cao hiệu quả kỹ thuật cũng nh kinh tế trong việc xử lý nước lũ.