THẢI NGÀNH DỆT NHUỘM
4.1.2 Phương pháp hĩa lý
Là phương pháp ứng dụng các quá trình hĩa lý để xử lý nước thải, nhằm giảm một phần các chất ơ nhiễm ra khỏi nước thải. Phương pháp hĩa lý chủ yếu là phương pháp keo tụ (keo tụ bằng phèn, polymer) , phương pháp đơng tụ, phương pháp đơng nổi, … dùng để loại các chất lơ lững (SS) , độ màu, độ đục, COD, BOD của nước thải ra.
Phương pháp keo tụ:
Mục đích của q trình keo tụ là hổ trợ cho quá trình khử màu, chất rắn lơ lững, COD và tách kim loại nặng ra khỏi nước thải
Keo tụ là quá trình làm to các hạt cặn phân tán trong nước, tạo thành dạng bơng dễ lắng. Trong quá trình keo tụ, lượng chất keo tụ, lượng chất lơ lững, mùi, màu dễ giảm xuống. Ngồi ra các chất như silicat, hydratcacbon, chất béo, dầu mỡ, và lượng lớn vi khuẩn cũng loại bỏ.
Bản chất hiện tượng keo tụ là quá trình phức tạp. Khi keo tụ, quá trình xảy ra chủ yếu mang bản chất vật lý, nhưng khi chất phản ứng trong nước thì các chất hịa tan sẽ thay đổi thành phần hĩa học, trong đĩ các ion kết tủa thành chất khơng tan và lắng xuống.
Chất keo tụ thường dùng là muối sunfat nhơm, sunfat sắt và lorua sắt,..
Khi cho muối nhơm vào nước, chúng sẽ tác dụng với ion bicacbonat cĩ trong nước và tạo thành hydroxit ở dạng keo:
Al2 (SO4) 3+3Ca (HCO3) 2=2Al (OH) 3+3CaSO4+6CO2
Nếu trong nước khơng đủ độ kiềm, phải tăng kiềm bằng cách thêm vơi, khi đĩ: Al2 (SO4) 3+3Ca (OH) 3=2Al (OH) 3+3CaSO4
Khi dùng các muối sắt sẽ tạo thành hydroxit sắt dạng khơng tan: FeSO4+Ca (OH) 2= CaSO4+Fe (OH) 3
Bơng hydroxit tạo thành sẽ hấp thụ và kết dính các chất huyền phù, chất keo cĩ trong nước thải. Khi cĩ chất địên ly, các chất keo trong nước thải hấp thụ ion trên bề mặt và tích điện. Các phân tử chất bẩn chủ yếu hấp thụ các anion nên sẽ tích điện âm. Khi cho thêm chất keo tụ và nước tạo thành các hạt keo tích điện dương (như keo Al (OH) 3, Fe (OH) 2, (Fe (OH) 3) , chúng sẽ hợp nhất với các phân tử chất bẩn đến mức đủ lớn để lắng thành cặn. Đĩ là hiện tượng mất ổn định, và được kết thúc bằng q trình làm to hạt.
GVHD: ThS NGUYỄN CHÍ HIẾU
Trong nước thải dệt nhuộm, các phần tử mang màu tích điện dương (thuốc nhuộm bazo) , hay điện âm (thuốc nhuộm axit) hoặc ở dạng phân tán mơ (thuốc nhuộm phân tán, hồn nguyên) , do vậy phải lựa chọn chất keo tụ tùy theo tính chất nước thải trong từng nhà máy.
Hàm lượng chất keo tụ đưa vào nước thải cần xác định bằng thực nghiệm. Liều lượng chất keo tụ chủ yếu phụ thuộc vào các yểu tố sau:
Dạng và nồng độ chất bẩn
Loại chất keo tụ (các ion cĩ hĩa trị cao sẽ làm giảm thế zeta nhiều hơn.)
Biện pháp hịa trộn chất keo tụ với nước thải
Ảnh hưởng của keo tụ đến quá trình làm sạch tiếp theo và quá trình sử lý cặn (làm sạch bằng phương pháp sinh học, lên men cặn, khử nước trong cặn)
Hiệu suất quá trình keo tụ phụ thuộc vào q trình pH, Ví dụ: để keo tụ bằng phèn nhơm pH tối ưu=4,5 – 0,8, hoặc nếu dùng sắt sunfat phải duy trì pH=9 – 11.
Để tạo các bơng cặn lớn, dễ lắng người ta cho thêm các chất trợ keo tụ. Đĩ là các chất cao phân tử, tan trong nước và dễ phân ly thành ion. Tùy thuộc vào nhĩm ion phân ly mà các chất trợ keo tụ cĩ điện âm hoặc dương (loại anion, cation hoặc nonion) . Chất keo tụ thơng dụng nhất là polyacryamit (CH2CHCONH2) n.
Đa số chất bẩn hữu cơ, vơ cơ dạng keo trong nước thường tích điện âm. Vì vậy, nếu dùng chất keo tụ dạng cation sẽ khơng cần thêm chấ keo tụ.
Việc chọn loại hĩa chất, liều lượng tối ưu và thứ tự cho vào nước, xác định lượng cặn tạo thành phải được tiến hành bằng thực nghiệm. Lượng chất keo tụ thường dùng la 1 – 5mg/l.
Do vậy trong nước thải cĩ nhiều chất bẩn nên phải dùng lượng lớn hĩa chất. Liều lượng chất keo tụ q ít hoặc q nhiều làm cản trở q trình ổn định của các hạt keo trong nước thải. Khi dùng các chất polyelectrolic, sẽ cần ít hĩa chất và tạo ra ít cặn lắng nhưng hiệu quả keo tụ tốt hơn.
Để phản ứng keo tụ diễn ra hồn tồn phải khuấy trộn đều quá chất nước thải. Thời gian nước lưu lại trong bể trộn từ 1 – 5 phút. Thời gian kết tủa tạo bơng từ 20 – 60 phút. Sau đĩ nước thải được tách bơng cặn trong bể lắng đợt 1.
Bể tuyển nổi
Tuyển nổi là phương pháp được áp dụng rộng rãi nhằm loại bỏ các tạp chất khơng tan, khĩ lắn. Trong nhiều trường hợp, tuyển nổi cịn được sử dụng để tách các chất tan như chất hoạt động bề mặt.
Bản chất của quá trình tuyển nổi ngược lại với quá trình lắng và cũng áp dụng trong quá trình lắng xảy ra rất chậm và khĩ thực hiện. Các chất lơ lửng như dầu, mỡ sẽ nổi lên trên bề mặt của nước thải dưới tác dụng của bọt khí tạo thành lớp bọt cĩ nồng độ tạp chất cao hơn trong nước ban đầu. Hiệu quả phân riêng bằng tuyển nổi phụ thuộc kích thướt và số lượng bong bĩng khí. Kích thướt tối ưu của bong bĩng khí là 1 – 30.10 – 3.
Phương pháp hấp phụ:
Dùng trong bước xử lý bậc cao để khử các chất hữu cơ khơng bị oxy hĩa sinh học. Hấp phụ là hiện tăng nồng độ chất tan trên bề mặt phân chia giữa hai pha lỏng/khí hay lỏng/rắn.
Cơ chế của q trình hấp phụ như sau: các phân tử hịa tan khi tiếp xúc giữa hai pha rắn/lỏng sẽ hấp phụ lên bề mặt chất rắn bằng các lực liên kết của các phân tử bề mặt cĩ thừa hĩa trị.
Hấp phụ hĩa lý: trong đĩ cĩ sự ngưng tụ phân tử chất bị hấp thụ trong mao quản của
chất thải rắn.
Thơng thường, chất nào cĩ phân tử lượng cao sẽ dễ bị hấp thụ.
Những biện pháp làm tăng tốc độ hấp phụ là tăng nhiệt độ, tăng nồng độ chất tan, giảm pH của dung dịch nước thải.
GVHD: ThS NGUYỄN CHÍ HIẾU
Thời gian làm việc của lớp hấp thụ được nghiên cứu bằng thực nghiệm và được lựa chọn sao cho hiệu quả xử lý hơn 90%. Thơng số này phụ thuộc vào nhiều yếu tố như chiều cao lớp hấp thụ, kích thướt hạt hấp thụ, lưu lượng nước thải và nồng độ chất tan cĩ trong nước thải.
Để tăng hiệu quả hấp phụ phải loại bỏ chất hữu cơ dễ bị oxy hĩa, nhằm ngăn ngừa sự phát triển của vi khuẩn trong lớp vật liệu hấp phụ. Khả năng hấp phụ tùy thuộc vào loại than hoạt tính và chất bị hấp phụ, cĩ thể dao động từ 200 – 400 gCOD/kg than.
Trong nước thải thường ứng dụng quá trình hấp phụ các chất bẩn hịa tan trên bề mặt chất rắn dưới tác dụng của trường lực bề mặt (tác dụng tương hổ giữa những phân tử chất bẩn với các nguyên tử trên bề mặt chất rắn.
Các chất hoạt tính bề mặt, thuốc nhuộm và chất keo sẽ hấp thụ mạnh vào các chất hấp phụ kỵ nước như than hoạt tính hoặc vật liệu xốp ưa nước như các hydroxyt, tồn bộ bề mặt các lỗ rỗng lớn, than phải dễ phục hồi, cĩ khả năng chống mài mịn và dễ thấm ướt trong nước.
Trích ly.
Trích ly là phương pháp tách chất bẩn hịa tan ra khỏi nước thải bằng dung mơi nào đĩ nhưng với điều kiện dung mơi đĩ khơng tan trong nước và độ hịa tan chất bẩn trong dung mơi cao hơn trong nước.
Ngồi ra cịn cĩ các phương pháp khác như:
• Chưng bay hơi là chưng nước thải để các chất hịa tan trong đĩ cùng bay lên theo. ● Trao đổi ion là phương pháp thu hồi các cation và anion bằng các chất trao đổi ion (ionit) các chất trao đổi ion là các chất rắn trong thiên nhiên hoặc vật liệu nhựa nhân tạo. Chúng khơng hịa tan trong nước và trong dung mơi hữu cơ, cĩ khả năng trao đổi ion. Phương pháp trao đổi ion cho phép thu được những chất quí trong nước
Ngồi các phương pháp kể trên, để xử lý – khử các chất bẩn trong nước thải ngưới ta cịn dùng các phương pháp như: khử phĩng xạ, khử khí, khử mùi, khử muối trong nước thải.