Chương 2:TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢ
2.3 Xử lý nước thải bằng phương pháp hĩa học và hĩa lí:
Cơ sở của phương pháp hĩa học là các phản ứng hĩa học, các quá trình hĩa lí diễn ra giữa các chất bẩn với hĩa chất cho thêm vào. Các phương pháp hĩa học là oxi hĩa, trung hịa, đơng keo tụ. Thơng thường các quá trình keo tụ thường đi kèm với quá trình trung hịa hoặc các hiện tượng vật lí khác. Những phản ứng xảy ra là thường phản ứng trung hịa, phản ứng oxi hĩa- khử, phản ứng tạo chất kết tủa hoặc phản ứng phân hủy các chất độc hại.
2.3.1 Trung hịa:
Nước thải thường cĩ những giá trị pH khác nhau. Muốn nước thải được xử lý tốt bằng phương pháp sinh học phải tiến hành trung hịa và điều chỉnh pH về 6.6 -7.6
Trung hịa bằng cách dùng các dung dịch axit hoặc muối axit, các dung dịch kiềm hoặc oxit kiềm để trung hịa dịch nước thải.
Một số hĩa chất dùng để trung hịa: CaCO3, CaO, Ca(OH)2, MgO, Mg(OH)2, CaO0.6MgO0.4,(Ca(OH)2)0.6(Mg(OH)2)0.4,NaOH, Na2CO3, H2SO4, HCl, HNO3,…
2.3.2 Keo tụ:
Trong quá trình lắng cơ học chỉ tách được các hạt chất rắn huyền phù cĩ kích thước lớn ≥10-2 mm, cịn cĩ hạt nhỏ hơn ở dạng keo khơng thể lắng được. Ta cĩ thể làm tăng kích thước các hạt nhờ tác dụngt ương hỗ giữa các hạt phân tán liên kết vào các tập hợp hạt để cĩ thể lắng được. Muốn vậy, trước hết cần trung hịa điện tích của chúng, kế tiếp là liên kết chúng với nhau. Quá trình trung hịa điện tích các hạt được gọi là quá trình đơng tụ, cịn quá trình tạo thành các bơng lớn từ các hạt nhỏ gọi là quá trình keo tụ.
Các hạt lơ lửng trong nước đều mang điện tích âm hoặc dương. Các hạt cĩ nguồn gốc silic và các hợp chất hữu cơ mag điện tích âm, các hạt hidroxit sắt và hidroxit nhơm mang điện tích dương. Khi thế điện động của nước bị phá vỡ, các hạt mang điện tích này sẽ liên kết lại với nhau thành các tổ hợp các phần tử, nguyên tử hay các ion tự do. Các tổ hợp này chính là các hạt bơng keo. Cĩ 2 loại bơng keo: loại ưa nuớc và loại kị nước. Loại ưa nước thường ngậm thêm các phân tử nước cùng vi khuẩn, virút,… loại kị nước đĩng vai trị chủ yếu trong cơng nghệ xử lý nước nĩi chung và xử lý nước thải nĩi riêng.
Các chất đơng tụ thường dùng trong mục đích này là các muối sắt hoặc muối nhơm hoặc hỗn hợp của chúng. Các muối nhơm gồm cĩ: Al2(SO4)318H2O, NaAlO2 Al(OH)5Cl, KAl(SO)4.12H2O, NH4Al(SO)4.12H2O. Trong đĩ phổ biến nhất là Al2(SO4)318H2O vì chất này hịa tan tốt trong nước, giá rẽ và hiệu quả đơng tụ cao ở pH =5 – 7.5
Trong quá trình tạo thành bơng keo của hidroxit nhơm hoặc sắt người ta thường dùng thêm chất trợ đơng tụ. Các chất trợ đơng tụ này là tinh bột, dextrin, các ete, xenlulozơ, hidroxit silic họat tính… với liều lượng 1-5 mg/l. Ngồi ra người ta cịn dùng các chất trợ đơng tụ tổng hợp. Chất thường dùng nhất là polyacrylamit. Việc dùng các chất hỗ trợ này làm giảm liều lượng các chất đơng tụ, giảm thời gian quá trình đơng tụ và nâng cao được tốc độ lắng của các bơng keo.
Hình2.5 Bể phản ứng tạo bơng kết tủa cơ khí
2.3.3 Hấp phụ:
Phương pháp hấp phụ dùng để loại hết các chất bẩn hịa tan vào nước mà phương pháp xử lý sinh học cùng các phương pháp khác khơng thể loại bỏ được với hàm lượng rất nhỏ. Thơng thường đây là các hợp chất hịa tan cĩ độc tính cao hoặc các chấr cĩ mùi, vị và màu rất khĩ chịu.
Các chất hấp phụ thường dùng là: than họat tính, đất sét hoạt tính, silicagen, keo nhơm, một số chất tổng hợp khác và một số chất thải trong sản xuất như xi tro, xỉ mạ sắt… Trong số này, than họat tính được dùng phổ biến nhất. Các chất hữu
cơ, kim loại nặng và các chất màu dễ bị than hấp phụ. Lượng chất hấp phụ tùy thuộc vào khả năng của từng loại chất hấp phụ và hàm lượng chất bẩn cĩ trong nước. Phương pháp này cĩ thể hấp phụ 58-95% các chất hữu cơ và màu. Các chất hữu cơ cĩ thể bị hấp phụ được là phenol, alkylbenzen, sunfonic axit, thuốc nhuộm và các hợp chất thơm.
Hình 2.7
2.3.4 Tuyển nổi:
Phương pháp tuyển nổi này dựa trên nguyên tắc: các phần tử phân tán trong nước cĩ khả năng tự lắng kém, nhưng cĩ khả năng kết dính vào các bọt khí nổi lên trên bề mặt nước. Sau đĩ người ta tách các bọt khí đĩ ra khỏi nước. Thực chất quá trình này là tách bọt hoặc làm đặc bọt. Trong mơt số trường hợp, quá trình này cũng được dùng để tách các chất hịa tan như các chất hoạt động bề mặt.
Quá trình này được thực hiện nhờ thổi khơng khí thành bọt nhỏ vào trong nước thải. Các bọt khí dính các hạt lơ lửng và nổi lên trên mặt nước. Khi nổi lên các bọt khí tập hợp thành một lớp bọt chứa nhiều chất bẩn.
Tuyển nổi cĩ thể đặt ở giai đọan xử lýsơ bộ (Bậc I) trước khi xử lý cơ bản (Bậc II). Bể tuyển nổi cĩ thể thay thế cho bể lắng, trong dây chuyền nĩ cĩ thể đứng trước hoặc đứng sau bể lắng, đồng thời cĩ thể ở giai đoạn xử lý bổ sung (hay triệt để – cấp III) sau xử lý cơ bản.
Hình 2.8 Thiết bị tuyển nổi theo phương bán kính