3, 2÷ 4,2 8 Giữ lại trên lưới ∅ 0,15 mm
PHƯƠNG PHÁP KẾT TỦA
Phương pháp oxy hoá khử Phương pháp quang xúc tác Phương pháp hấp phụ Khử trùng
PHƯƠNG PHÁP KẾT TỦA
Cơ chế của quá trình này là việc thêm vào nước thải các hĩa chất để làm kết tủa các chất hịa tan trong nước thải hoặc chất rắn lơ lửng sau đĩ loại bỏ chúng thơng qua quá trình lắng cặn.
Trước đây người ta thường dùng quá trình này để khử bớt chất rắn lơ lửng, sau đĩ là BOD của nước thải khi cĩ sự biến động lớn về SS, BOD của nước thải cần xử lý theo mùa vụ sản xuất; khi nước thải cần phải đạt đến một giá trị BOD, SS nào đĩ trước khi cho vào quá trình xử lý sinh học và trợ giúp cho các quá trình lắng trong các bể lắng sơ và thứ cấp. Các hĩa chất thường sử dụng cho quá trình này được liệt kê trong bảng 6.1. Hiệu suất lắng phụ thuộc vào lượng hĩa chất sử dụng và yêu cầu quản lý. Thơng thường nếu tính tốn tốt quá trình này cĩ thể loại được 80 ÷ 90% TSS, 40 ÷ 70% BOD5, 30 ÷ 60% COD và 80 ÷ 90% vi khuẩn trong khi các quá trình lắng cơ học thơng thường chỉ loại được 50 ÷ 70% TSS, 30 ÷ 40% chất hữu cơ.
Các hĩa chất thường sử dụng trong quá trình kết tủa
Tên hóa chất Công thức Trọng lượng phân tử Trọng lượng riêng, lb/ft3 Khô Dung dịch
Phèn nhôm Al2(SO4)3.18H2O Al2(SO4)3.14H2O 666,7 594,3 60 ÷ 75 60 ÷ 75 78 ÷ 80 (49%) 83 ÷ 85 (49%) Ferric chloride FeCl3
162,1 84 ÷ 93
Ferric sulfate Fe2(SO4)3
Fe2(SO4)3.3H2O 400 454 70 ÷ 72 Ferric sulfate (copperas) FeSO4.7H2O 278,0 62 ÷ 66 Vôi Ca(OH)2 56 theo CaO 35 ÷ 50
Nguồn: Wastewater Engineering: treatment, reuse, disposal, 1991 Ghi chú: lb/ft3 × 16,0185 = kg/m3
Sử dụng hĩa chất để loại chất rắn lơ lửng
Phèn nhơm: khi được thêm vào nước thải cĩ chứa calcium hay magnesium bicarbonate phản ứng xảy ra như sau:
Al2(SO4)3.18H2O + 3Ca(HCO)3 ⇔ 3CaSO4 + 2Al(OH)3 + 6CO2 + 18H2O
Aluminum hydroxide khơng tan, lắng xuống với một vận tốc chậm kéo theo nĩ là các chất rắn lơ lửng. Trong phản ứng tên cần thiết phải cĩ 4,5 mg/L alkalinity (tính theo CaCO3) để phản ứng hồn tồn với 10 mg/L phèn nhơm. Do đĩ nếu cần thiết phải sử dụng thêm vơi để alkalinity thích hợp.
Vơi: khi cho vơi vào nước thải các phản ứng sau cĩ thể xảy ra Ca(OH)2 + H2CO3 ⇔ CaCO3 + 2H2O
Ca(OH)2 + Ca(HCO3)2 ⇔ 2CaCO3 + 2H2O
Sulfate sắt và vơi: trong hầu hết các trường hợp sulfate sắt khơng sử dụng riêng lẻ mà phải kết hợp với vơi để tạo kết tủa. Các phản ứng xảy ra như sau:
FeSO4 + Ca(HCO3)2 ⇔ 2Fe(HCO3)2 + CaSO4 + 2H2O Fe(HCO3)2 + Ca(OH)2 ⇔ 2Fe(OH)2 + 2CaCO3 + 2H2O 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O ⇒ 4Fe(OH)3
Khi Fe(OH)3 lắng xuống nĩ sẽ kéo theo các chất rắn lơ lửng. Trong các phản ứng này ta cần thêm 3,6 mg/L alkalinity, 4,0 mg/L vơi và 0,29 mg/L oxy.
Ferric chloride: phản ứng xảy ra như sau FeCl3 + 3 H2O ⇔ Fe(OH)3 + 3H+ + 3Cl - 3H+ + 3HCO3 - ⇔ 3H2CO3
Ferric chloride và vơi: phản ứng xảy ra như sau FeCl3 + Ca(OH)2 ⇔ 3CaCl2 + 2Fe(OH)3
Ferric sulfate và vơi: phản ứng xảy ra như sau Fe2(SO4)3 + Ca(OH)2 ⇔ 3CaSO4 + 2Fe(OH)3
Sử dụng hĩa chất để loại bỏ phospho trong nước thải
Vơi: như đã trình bày ở các phương trình trên, khi cho vơi vào nước thải nĩ sẽ phản ứng với bicarbonate alkalinity tạo thành kết tủa CaCO3. Trong mơi trường pH > 10 các ion Ca+2 sẽ phản ứng với các ion PO4-3 tạo nên hydroxylapatite kết tủa. Để khỏi ảnh hưởng đến quá trình xử lý sinh học người ta thường dùng vơi ở liều lượng thấp 75 ÷ 250 mg/L Ca(OH)2 và pH từ 8,5 ÷ 9,5.
10 Ca+2 + 6 PO4-3 + 2 OH- ⇔ 2Ca5(PO4)3OH Phèn nhơm: phản ứng xảy ra như sau
Al+3 + HnPO43-n ⇔ AlPO4 + nH+
Hiệu suất khử phospho (%)
Tỉ lệ Mole (Al : P)
Khoảng biến thiên Giá trị thường dùng
75 1,25 : 1 ÷ 1,5 : 1 1,4 : 185 1,6 : 1 ÷ 1,9 : 1 1,7 : 1 85 1,6 : 1 ÷ 1,9 : 1 1,7 : 1 95 2,1 : 1 ÷ 2,6 : 1 2,3 : 1
Ferric: phản ứng xảy ra như sau Fe+3 + HnPO43-n ⇔ FePO4 + nH+
Tùy theo bản chất của nước thải, qui trình xử lý mà giai đoạn khử phospho của nước thải cĩ thề diễn ra ở bể lắng sơ cấp, bể lắng thứ cấp, bể lắng riêng đặt sau bể lắng thứ cấp. Hình 6.1 chỉ ra các sơ đồ của quá trình khử phospho bằng phương pháp hĩa học.
Các sơ đồ của qui trình khử phospho bằng phương pháp hóa học PHƯƠNG PHÁP OXY HỐ KHỬ
Quá trình oxy hĩa khử cũng được sử dụng để xử lý các chất thải độc hại. Hai bảng sau liệt kê các chất oxy hĩa khử và các loại chất thải thường được áp dụng phương pháp này.
Chất oxy hĩa Loại chất thải
Ozone -
Khơng khí (oxy khí quyển) Sulfite (SO3-2), Sulfide (S-2), Fe+2 Khí Chlor Sulfide, Mercaptans
Khí chlor và xút Cyanide (CN-)
Chloride dioxide Cyanide, thuốc trừ sâu (Diquat, Paraquat) Hypochlorite natri Cyanide, chì
Hypochlorite canxi Cyanide
Permanganate kali Cyanide, chì, phenol, Diquat, Paraquat, hợp chất hữu cơ cĩ lưu huỳnh, Rotenone, formaldehyde
Permanganate Mn
Hydrogen peroxide Phenol, cyanide, hợp chất lưu huỳnh, chì
Xử lý chất thải bằng chất khử
Chất thải Chất khử
Cr (6) SO2, muối sulfite (sodium bisulfite, sodium metabisulfite, sodium hydrosulfite), sulfate sắt, bột sắt, bột nhơm, bột kẽm. Chất thải cĩ chứa thủy ngân NaBH4
Tetra-alkyl-lead NaBH4
Chất oxy hĩa như NaOH được sử dụng nhiều trong việc khử độc thuốc trừ sâu, các thí nghiệm đã cho thấy ở mơi trường kiềm thời gian bán hủy của một số loại thuốc trừ sâu bị rút ngắn một cách đáng kể.