CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM
3.3. PHƯƠNG PHÁP HOÁ LÝ
Dùng để xử lý nước thải có nhiều chất lơ lửng, chất độc hại, độ màu cao và là tiền đề cho xử lý sinh học phía sau.
Ưu điểm:
Có thể áp dụng khi nước nguồn dao động.
Hiệu quả cao hơn lắng sơ bộ.
Thiết bị gọn, ít diện tích.
Khuyết điểm:
Hiệu quả xử lý thấp hơn xử lý bằng sinh học.
Lượng bùn lớn.
Chi phí hoá chất cao.
3.3.1. Keo tụ:
3.3.1.1. Có hai dạng keo:
Keo kị nước: Không kết hợp với nước để tạo ra vỏ bọc hydrat, các hạt keo mang điện tích lớn và khi điện tích này được trung hoà thì độ bền của hạt keo bị phá vỡ.
Keo háo nước: Kết hợp với các phân tử nước tạo thành vỏ bọc hydrat các hạt keo riêng biệt mang điện tích bé và dưới tác dụng của các chất điện phân không bị keo tụ.
3.3.1.2. Quá trình keo tụ xảy ra theo hai giai đoạn:
Chất keo tụ thủy phân khi cho vào nước, hình thành dung dịch keo và ngưng tụ.
Trung hoà, hấp phụ, lọc, các tạp chất trong nước.
Kết quả là hình thành các hạt lớn và lắng xuống.
3.3.1.3. Các loại hoá chất keo tụ:
a. Phèn nhôm Al2( SO4)3:
Cần có độ kiềm trong nước để tạo bông hydroride.
Al2(SO4)3 . 14H2O + 3Ca(HCO3)2 2Al(OH)3 +3CaSO4 + 14H2O + 6CO2 Al3+ + 3H2O = Al(OH)3 + 3H+
pH tối ưu từ 4,5 đến 8. Một số thí nghiệm cho thấy từ 5,5 6,5.
Nếu nồng độ kiềm trong nước thải quá thấp sẽ không đủ khử H+ sinh ra. Có thể dùng NaOH, KOH, Na2CO3 , Ca(OH)2.
b. Phèn sắt (Fe2SO4) Ferrous sulfate:
2FeSO4 .7H2O + 2Ca(OH)2 + 2
1 O2 2Fe(OH)3 + 2CaSO4 + 13H2O
Để phản ứng xảy ra pH phải tăng tới khoảng 9,5 và quá trình ổn định cần lượng vôi dư.
c. Phèn sắt Ferric chloride – FeCl3
2FeCl3 + 3Ca( HCO3)2 2Fe(OH)3 + 3 CaSO4 + 6CO2
pH tối ưu từ 4 ÷12. Bông cặn tạo thành dày, ổn định nhanh.
3.3.1.4. Hoá chất trợ keo tụ:
Dùng để tạo bông căn lớn, ổn định nhanh bảo đảm quá trình keo tụ đạt hiệu quả cao.
Bản chất trợ keo tụ là liên kết các bông cặn được tạo thành trong quá trình keo tụ.
3.3.1.5. Các phương pháp keo tụ:
a. Làm giảm thế năng Zeta của hạt:
Khi nồng độ của ion đối tăng lên càng nhiều ion chuyển từ lớp khuếch tán vào lớp điện tích kép và chiều dày của lớp khuếch tán giảm.
Keo tụ hệ keo bằng cách đưa vào dung dịch một hệ keo mới tích điện ngược dấu với hệ keo muốn keo tụ: lúc đó trong dung dịch xảy ra sự trung hoà lẫn nhau của các hạt keo tích điện trái dấu. Muốn dùng phương pháp này phải đảm bảo chính xác sự cân bằng tổng điện tích của hệ keo mới đưa vào dung dịch và tổng điện tích của hệ keo muốn keo tụ.
b. Keo tụ do chuyển động nhiệt:
Các hạt keo bị mất độ bền và có khả năng dính kết tham gia vào các chuyển động nhiệt va chạm với nhau tạo thành bông cặn.
c. Keo tụ do khuấy trộn:
Hạt keo ban đầu lớn hay khi hạt bụng tạo ra do chuyển động nhiệt đạt tới 1àm thỡ chỳng va chạm do khuấy trộn. Do đó cường độ khuấy trộn là một trong những yếu tố có tác dụng quyết định đến quá trình keo tụ.
Keo tụ bằng phèn có tính đến tác dụng phá hoại bông cặn khi khuấy trộn.
Các hạt cặn làm bẩn nước và các hạt keo tạo ra do thủy phân phèn tham gia vào quá trình keo tụ.
Tốc độ tạo bông cặn là hàm số của tốc độ phản ứng hoá học và cường độ khuấy trộn.
Kích thước bông cặn tạo thành lớn hơn hàng nghìn lần so với các hạt cặn tự nhiên.
Bông cặn tạo ra do quá trình keo tụ có tính chất vật lý và kích thước hình học khác xa bông cặn lý tưởng.
d. Keo tụ tiếp xúc:
Sử dụng khả năng dính kết của các hạt cặn lên bề mặt các hạt của vật liệu lọc.
3.3.2. Hấp phụ:
Chất bẩn lỏng hoặc rắn được giữ lại trên bề mặt chất rắn.
Dùng để hấp phụ: Chất tẩy rửa, thuốc nhuộm, hợp chất chlorinated, dẫn xuất phenol hoặc hydroxyl, hợp chất sinh mùi và vị, chất ô nhiễm vi lượng, kim loại nặng.
Các loại hấp phụ:
Hấp phụ lý học: Một phân tử qua bề mặt chất hấp phụ đi vào khe rỗng và dính lên bề mặt bằng các lực lý học.
Hấp phụ hoá học: Lực hoá học gây nên sự dính bám do các phản ứng hoá học giữa chất hấp phụ và chất bị hấp phụ.