1 KIỂM SỐ TƠ NHIỄM NƯỚC
1.5.3.6 Xử lí bằng phương pháp khử
Phương pháp khử được ứng dụng rộng rãi để xử lí các hợp chất thuỷ ngân, crơm, asen. Trong phương pháp này các hợp chất thuỷ ngân vơ cơ được khử đến thuỷ ngân kim lại và tách ra khỏi nước nhờ lắng, lọc hoặc keo tụ. Các hợp chất hữu cơ thuỷ ngân đầu tiên được oxi hĩa phân huỷ, sau đĩ các cation thuỷ ngân được khử đến kim loại. Để khử thuỷ ngân và các hợp chất của nĩ cĩ thể dùng sunfua sắt, hidroxit natri, bột sắt, H2S, bột nhơm... C C +O3→ → + → C C O3 OO - C+ O C O O O C C C C
Asen trong nước thải dưới dạng các phân tử chứa oxi hoặc ở dạng các anion AsS2-, AsS33-. Phương pháp phổ biến nhất để loại asen là cho nĩ lắng dưới dạng các hợp chất khĩ tan. Khi nồng độ asen lớn (đến 110 g/l) người ta khử các axit asenic đến axit asenơ bằng dioxit lưu huỳnh. Axit asenơ cĩ độ hịa tan nhỏ trong mơi trường axit và trung tính, chúng lắng dưới dạng trioxit asen.
Để loại các chất chứa crom hĩa trị 6 người ta khử nĩ đến crom hĩa trị 3 và cho nĩ lắng dưới dạng hydroxit trong mơi trường kiềm. Chất khử cĩ thể là than hoạt tính, sunfat sắt, bisunfat natri, hydro, dioxit lưu huỳnh, các phế thải hữu cơ (ví dụ như giấy báo).
Người ta thường sử dụng dung dịch bisunfat natri để khử:
4H2CrO4 + 6NaHSO3 + 3H2SO4→ 2Cr2(SO4)3 + 3NaSO4 + 10H2O
Phản ứng diễn ra nhanh khi pH = 3 - 4 và dư axit sunfuric. Để lắng crom hĩa trị 3 người ta ứng dụng tác chất kiềm Ca(OH) 2, NaOH... (giá trị tối ưu là pH = 8 - 9,5)
Cr3+ + 3OH- = Cr(OH)3
Sử dụng chất khử là sunfat sắt thu được kết quả tốt
• Trong mơi trường axit:
2CrO3 + 6FeSO4 + 6H2SO4 = 3Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + 6H2O
• Trong mơi trường kiềm:
2Cr2O3 + 6FeSO4 + 6Ca(OH)2 + 6H2O = 2Cr(OH)3 + 6Fe(OH)3 + 6CaSO4
Điều kiện thuận lợi nhất của quá trình là nhiệt độ 20oC, pH ≈ 7 và chi phí FeSO4 1,3 lần lớn hơn so với phương trình lượng hĩa học.
Khử bằng dioxit lưu huỳnh SO2 + H2O → H2SO3
2CrO3 + 3H2SO3→ Cr2(SO4)3 + 3H2O
Thời gian khử hồn tồn Cr6+ phụ thuộc nồng độ của nĩ trong nước. Ví dụ khi pH = 3 để giảm nồng độ Cr6+ từ 30 đến 5 mg/l cần 1 phút, cịn từ 5 đến 0,1mg/l cần 35 phút.
Khi đĩ soda trong nước thải crơm được tách ra hồn tồn
6Na2CrO4 + SO2 + Na2CO3 + nH2O = Cr2O3.nH2O + 3Na2SO4 + CO2
Quá trình khử được tiến hành ở 90oC.
Chất khử cịn cĩ thể là hydroxit kẽm hoặc hỗn hợp của nĩ với Ca(OH)2 và các chất chứa photpho P (I), khí tự nhiên, amoniac, than gỗ, hydro...
Cũng cĩ thể lắng Cr6+ bằng axetat bari, (Cr6+ lắng dưới dạng cromat bari). Ưu điểm của phương pháp này là cĩ thể xử lí đồng thời Cr6+ và ion SO42-.