Sản phẩm Nhôm Sắt Monome {Al(H2O)6}3+ Al(OH)2+ Al(OH)2+ Al(OH)3 Al(OH)4- {Fe(H2O)6}3+ Fe(OH)2+ Fe(OH)2+ Fe(OH)3 Fe(OH)4- Polyme Al2(OH)24+ Al3(OH)45+ Al13O4(OH)247+ Fe2(OH)24+ Fe3(OH)45+
Chất rắn kết tủa Al(OH)3 Fe(OH)3
1.2.1.2. Sản phẩm keo tụ mới
Trong những năm gần đây, các nhà khoa học bắt đầu quan tâm đến việc nghiên cứu và điều chế các hợp chất keo tụ mới nhằm khắc phục hoặc loại bỏ những nhƣợc điểm của chất keo tụ truyền thống:
Từ những năm 1980, khoa học đã phát triển và đƣa vào sử dụng các chất keo tụ mới là các polyme tan trong nƣớc của nhôm và sắt có anion là Cl- hoặc SO42-, khả năng phân li H+ thấp do q trình thủy phân kém (có kèm theo tạo H+). Khi sử dụng loại chất keo tụ mới này, chúng không cần trải qua giai đoạn tạo thành polyme và ít phân li ra H+ nên tốc độ keo tụ lớn và ít làm thay đổi pH của môi trƣờng. Dẫn đến tạo điều kiện thuận lợi cho kết tủa của hiđrôxit. Một số chất keo tụ polyme tiêu biểu là PAC và PFC. Các thử nghiệm đều cho thấy cả PAC và PFC đều đạt hiệu quả xử lý cao về độ đục, kim loại nặng, COD và cho thấy khả năng xử lý vƣợt trội hơn cả khi ở nhiệt độ thấp và trong quá trình xử lý nƣớc thải.
Trong mơi trƣờng pH 9, quá trình hình thành aluminat từ polyme rất chậm nên PAC vẫn có khả năng keo tụ tốt trong khi phèn nhơm khơng có khả năng này. Tuy nhiên trong vùng pH < 5,5 cả PAC và AS đều khơng có khả năng keo tụ vì các hạt huyền phù và chất keo tụ đều tích điện dƣơng. PAC đƣợc sử dụng rộng rãi để thay thế cho phèn nhôm truyền thống ở các nƣớc Nhật, Pháp, Đức, Canada, Mỹ, Trung Quốc,… Kinh nghiệm cho thấy, PAC thích hợp cho nƣớc nguồn có độ đục cao, nhiệt độ và độ cứng thấp. Ở Việt Nam, PAC đã từng bƣớc đƣợc đƣa vào sử dụng từ năm 1995 cho đến nay. Cùng một loại nƣớc xử lí, lƣợng PAC sử dụng chỉ bằng 20 – 50% so với AS (tùy theo độ đục của nƣớc). PAC có một số ƣu điểm nhƣ ít làm cho pH của nƣớc thay đổi, ít gây ăn mịn thiết bị và đƣờng ống dẫn nƣớc, tốc độ keo tụ nhanh.
Sau đó từ những năm 1990 các cơng trình nghiên cứu lại tiếp tục cho ra một số sản phẩm mới nhƣ: PAS (polyaluminium sunfat), PASS (polyaluminium silicate sunfat), PFS (polyferric sunfat), PAFS (polyalumino ferric sunfat). Cả bốn đều có ƣu điểm giống nhƣ PAC là hàm lƣợng sử dụng ít, khơng cần phải điều chỉnh pH của nƣớc sau xử lý, hoạt tính tốt ở nhiệt độ thấp, loại bỏ triệt để các tạp chất hữu cơ tự nhiên trong nƣớc và nồng độ chất keo tụ thừa lại ở trong nƣớc rất ít, thiết bị mặt bằng xử lý thu gọn. Riêng PFS (polyferric sunfat) có thể dùng để tách đƣợc cả rong, tảo trong nƣớc. Do là các sản phẩm mới và điều kiện phản ứng tạo thành các polyme vô cơ này rất khắc nghiệt: đòi hỏi thiết bị, áp suất, nhiệt độ,… cho nên giá
thành sản phẩm cao hơn nhiều so với các chất keo tụ truyền thống, nhƣng bù lại liều lƣợng sử dụng giảm đi nhiều. Cho nên, việc lựa chon chất keo tụ để xử lý nƣớc tùy thuộc vào khả năng kinh tế của từng nơi, từng đơn vị, từng nhà máy. Tuy nhiên hầu hết các nhà máy mới thành lập đều chọn PAC để xử lý nƣớc vì các ƣu điểm trên.
Sản phẩm chất keo tụ mới đang có mặt cả trên thị trƣờng thế giới và Việt Nam. Các nhà sản xuất vẫn không ngừng cải tiến quy trình cơng nghệ nhằm mục đích nâng cao hàm lƣợng Al2O3 trong sản phẩm, đồng thời hạ thấp giá thành sản phẩm. Một số chất keo tụ mới đƣợc trình bày trong bảng 1.2.