CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1 Vật liệu và thiết bị
2.1.1. Hóa chất và thiết bị sử dụng
Hóa chất: Murexide (LabChem, USA), H2SO4, NaCl, HCl, KCl (HaiAu Int., Trung Quốc), NaOH, NiCl2. 6H2O, CaCl2, MgCl2, CH3COOH (Đức Việt, Trung Quốc), EDTA (Tuấn Phát, Nhật) và một số hóa chất khác.
Tủ sấy (Memmert UN55), Máy lắc (SK-0330), Máy đo pH (Mettler Toledo S220-K), Máy đo kim loại nặng (Metrohm 797 VA Computrace).
2.1.2 Nước thải
Có hai loại nước được sử dụng trong nghiên cứu này gồm nước giả lập với nguồn nước cấp có nồng độ canxi cao có nồng độ từ 200 mg/L đến 1200 mg/L được pha từ nước với hóa chất CaCl2.5H2O và nước thải được giả lập dựa trên thành phần tính chất nước thải xi mạ công nghiệp với thông số theo bảng 2.1:
Bảng 2.1. Thành phần tính chất nước thải xi mạ
Thông số Đơn vị Nước thải xi mạ niken
Calcium mg/L 90 – 120
Nickel mg/L 40 – 60
Sodium mg/L 41530 – 47150
Strontium mg/L 3.5 – 5
Iron mg/L 0.57 – 1.0
Chromium mg/L 0.028-0.03
Sulfate mg/L 84700 – 88560
Độ dẫn điện mS/cm 84 – 86
pH - 6.7 – 6.8
2.2 Vận hành bể phản ứng tầng sôi
Bể phản ứng tầng sôi được thiết kế là cột thủy tinh với đường kính cột 2 cm chiều cao 2.0m được làm đầy 0.5m cát (50g). Cát xây dựng được mua về rây để lấy kích thước hạt
16 từ 150 - 300àm. Ở đầu ra, bể phản ứng cú đường kớnh lớn hơn nhằm giảm vận tốc nước đi lên, ngăn chặn cát bị lôi kéo ra ngoài. Trong suốt quá trình vận hành, nước thải được bơm từ dưới lên đi xuyên qua lớp vật liệu với các tốc độ phù hợp để đạt được quá trình giản nỡ của lớp vật liệu. Cùng lúc đó, hỗn hợp hóa chất NaOH và Na2CO3 được châm vào ổ vị trí dưới bể phản ứng với lưu 1L/h nhằm điều chỉnh pH và tỉ lệ carbonate nhằm đạt các phản ứng (2), (3),(4). Khối lượng Na2CO3 và NaOH phụ thuộc vào tỉ lệ mole R CO32-/[Ni2+] + [Ca2+] và liều lượng NaOH. Tất cả thí nghiệm được vận hành trong thời gian 6h.
HCO3 + OH- H2O + CO32- pKa = 10.33 (1) Ni2+ + 2 OH- Ni(OH)2, Ksp = 5.48. 10-16 (2) Ni2+ + CO32- NiCO3, Ksp = 1.42. 10-7 (3) Ca2+ + CO32- CaCO3, Ksp = 3.36. 10-9 (4)
Hình.2.1. Hình dạng của bể phản ứng tầng sôi
17 2.2.1 Loại bỏ độ cứng trong nước
Ảnh hưởng của vận tốc bề mặt SV (hoặc thời gian lưu nước HRT)
Vận tốc bề mặt trong PR liên quan mật thiết đến thời gian lưu nước trong PR, thời gian tiếp xúc hóa chất với chất cần xử lý.
Ngoài ra, vận tốc bề mặt trong PR còn quyết định đến sự ổn định tầng sôi của cát. Nếu vận tốc bề mặt trong PR quá nhỏ, không thể tạo tầng sôi. Vận tốc bề mặt trong PR quá lớn, không những thời gian tiếp xúc ít, hiệu suất phản ứng không cao mà còn làm cát bị trào ra khỏi cột PR.
Vì vậy, để nâng cao hiệu suất phản ứng, phải tiến hành khảo sát giá trị của vận tốc bề mặt trong PR.
Tiến hành thí nghiệm:
Lắp đặt mô hình như sơ đồ hình 2.2:
Hình 2.2: Sơ đồ lắp đặt các thiết bị trong hệ thống PR
Chuẩn bị mẫu nước có độ cứng 530 ppm as CaCO3. Đầu tiên, cho 50 gram cát và một ít cát hạt lớn (d = 1 mm để làm lớp lót) vào PR từ cửa trên. Bật bơm nước số 1, chỉnh lưu lượng Q = 7,2 L/h để đạt vận tốc bề mặt trong PR là 35.29 m/h. Sau đó, khi tầng sôi của cát đã đạt trạng thái ổn định, mở bơm số 2 để bơm dung dịch Na2CO3 0.025 M, chỉnh lưu lượng phù hợp. Lấy mẫu nước sau mỗi 60 phút (lấy cho đến 6 tiếng) và đo pH, độ đục,
Bể chứa nước đầu vào
Bơm số 1 Bơm số 2
Van chỉnh lưu lượng
18 SS, Ca2+. Đo các chỉ tiêu ngay sau khi lấy mẫu. Lặp lại thí nghiệm với các lưu lượng Q = 7.2; 8.1; 9; 10.1; 11.2; 12.1; 13.1; 14 và 15.1 L/h
Ảnh hưởng của kích thước hạt cát:
Kích thước hạt cát ảnh hưởng đến diện tích bề mặt nơi mà phản ứng Ca2+ gặp CO32−xảy ra. Kích thước hạt càng bé, diện tích bề mặt tăng, hiệu suất càng cao và ngược lại.
Tuy nhiên, hạt càng nhỏ thì càng nhẹ, tầng sôi không ổn định, điều này ảnh hưởng đến hiệu suất.
Vì vậy, để chọn được kích thước hạt phù hợp cho bơm tạo được tầng sôi ổn định, ta phải khảo sát kích thước hạt cát.
Tiến hành thí nghiệm: lắp đặt mô hình như hình 2.2, vận hành các bước như mục 3.6.2, giữ nguyên lưu lượng Q = 7.2 L/h, lặp lại các thí nghiệm với các kích thước hạt: d
= 0.1; 0.2; 0.3; 0.4 và 0.6 mm.
Ảnh hưởng của khối lượng cát:
Khối lượng cát, tương tự như kích thước hạt, cũng ảnh hưởng đến diện tích tiếp xúc của phản ứng. Khi khối lượng hạt quá ít, diện tích tiếp xúc không nhiều, hiệu suất kém.
Nếu khối lượng hạt quá nhiều, cát dễ bị trào ra ngoài, ảnh hưởng đến hiệu suất. Vì vậy, để chọn được khối lượng cát phù hợp, ta phải làm khảo sát khối lượng cát.
Tiến hành thí nghiệm: lắp đặt mô hình như hình 2.2, vận hành các bước như mục 3.6.2, giữ nguyên lưu lượng Q = 7.2 L/h, kích thước hạt d = 0.104 mm, lặp lại các thí nghiệm với khối lượng hạt m từ 30 g đến 150g
Khả năng khử Canxi ứng với từng nồng độ khác nhau:
Để tăng khả năng ứng dụng của mô hình đối với thực tế, mẫu nước mỗi nơi có nhiều độ cứng khác nhau, phần này khảo sát khả năng khử Canxi với mỗi nồng độ khác nhau.
Tiến hành thí nghiệm: lắp đặt mô hình như hình 2.2, vận hành các bước như mục 3.6.2, giữ nguyên lưu lượng Q = 7.2 L/h, kích thước hạt d = 0.104 mm, khối lượng hạt m
= 90 (gram), lặp lại các thí nghiệm với nồng độ Canxi ban đầu khác nhau từ 200 ppm đến 1200 ppm.
19 Bảng 2.1 thể hiện tóm tắt các quá trình vận hành của Bể phản ứng tầng sôi nhằm khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất loại bỏ canxi.
Bảng 2.1. Điều kiện vận hành
STT SV m/h [CO32-]:
[Ca2+]
Kích cỡ hạt,
mm Sand mass, g [Ca2+], mgCaCO3/l
1 35.3 1.0 – 1.3 0.2 50 550
2 35.3-74.1 1.2 0.2 50 550
3 35.3 1.2 0.1-0.6 50 550
4 35.3 1.2 0.1 30 -150 550
5 35.3 1.2 0.1 90 200- 1200
2.2.2 Loại bỏ độ cứng và kim loại nặng trong nước thải
Sau khi khảo sát quá trình loại bỏ canxi, Nước thải được giả lập với thành phần nước thải xi mạ với bảng thông số đầu vào được mô tả trong bảng 2.1. Nước thải được đưa vào hệ thống Bể phản ứng tầng sôi từ bên dưới bể với các thông số vận hành: lưu lượng nước khoảng 14 L/h, tỉ lệ [CO32-]/[Ni2+] + [Ca2+] từ 2 đến 8 và liều lượng NaOH được giữ trong khoảng 0.2 đến 0.8 g/L.
2.3. Phân tích mẫu:
pH trước và sau phản ứng được đo bằng máy pH (Mettler Toledo S220-K), Nồng độ Canxi được đo bằng phương pháp chuẩn độ EDTA và nồng độ Niken được đo bằng máy quang phổ (Metrohm 797 VA Computrace). Kết quả của các hạt cát sẽ được phân tích thành phần kết tủa với XRD và SEM tại Trung tâm Nghiên cứu triển khai – Khu Công nghệ cao.
Hiệu quả loại bỏ canxi và niken được tính theo công thức:
Trong đó Cin là nồng độ ban đầu (mM), Ctot nồng độ tổng (không lọc) (mM),
Csol nồng độ hũa tan của canxi / niken đầu ra (sau khi lọc bằng giấy lọc MF 0.45àm) (mM).
Nồng độ trung bình sẽ được tính dựa trên 4 lần đo (từ thời gian 3h đến 6h vận hành liên tục).
100
/ (%)
in tot sol in NF
F C
orC C
C
20
CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
3.1 Khử cứng bằng bể phản ứng tầng sôi
3.1.1 Ảnh hưởng của tỉ lệ mol [CO32−]/[Ca2+] đến hiệu quả khử canxi
Ảnh hưởng của tỉ lệ mol[CO32−]/[Ca2+] được tiến hành nhằm xác định tỉ lệ thích hợp cho quá trình loại bỏ độ cứng ra khỏi nước bằng cách thêm dung dịch Na2CO3 (Hình 4.1).
Theo lý thuyết, tỉ lệ [CO32−]/ [Ca2+] = 1 sẽ đủ để đạt được hiệu suất 100%. Tuy nhiên, hiệu quả khử cứng khi làm gián đoạn và khi chạy trong bể phản ứng tầng sôi chỉ có 89%
và 85% tương ứng với nồng độ canxi là 61 va 82 mg CaCO3/L. Hiệu quả loại bỏ canxi của thí nghiệm gián đoạn cao hơn do thời gian lưu nước = 3 phút trong quá trình chạy liên tục của bể phản ứng tầng sôi với lưu lượng 7.2 L/h. Sự gia tăng lượng Na2CO3 do đó làm tăng tỉ lệ [CO32-]/[Ca2+] sẽ làm gia tăng hiệu quả loại bỏ canxi. Với nồng độ CO32-
cao, độ bảo hòa cao, do đó dẫn đến quá trình kết tinh nhanh. Tuy nhiên, khi tỉ lệ [CO32-
]/[Ca2+] cao hơn 1.2, hiệu quả khử cứng dường như không tăng (Hình 3.1)
Hình 3.1. Ảnh hưởng của[CO32−]/[Ca2+) đến hiệu quả loại bỏ canxi khi nồng độ Canxi = 550 mgCaCO3/L (HRT = 3 phút).
0 2 4 6 8 10 12 14
80 84 88 92 96 100
1 1.05 1.1 1.15 1.2 1.25 1.3
pH ra
Hiệu quả loại bỏ canxi, %
[CO32−]/[Ca2+]
Calcium hardness removal - BE Calcium hardness removal -PR
pH out - BE pH out - PR
Loại bỏ Canxi – Theo mẻ
pH ra – PR
Loại bỏ Canxi – Theo mẻ Loại bỏ Canxi – PR
Loại bỏ Canxi – Theo mẻ pH ra – Theo mẻ
Loại bỏ Canxi – Theo mẻ
21 Hiệu quả loại bỏ canxi đạt cao nhất với 90.2% khi tỉ lệ CO32-/Ca2+ = 1.2. Tương tự khi kết tủa calcium carbonate xảy ra theo phản ứng (1), sự loại bỏ CO32- ion từ dung dịch bảo hòa dẫn đến sự cân bằng của phản ứng (2) sịch chuyển sang bên phải, giả phòng protons và dẫn đến pH giảm [10]. Trong hình 3.1, sự loại bỏ canxi khi thực hiện thí nghiệm gián đoạn cao hơn trong bể phản ứng tầng sôi, do đó pH đầu ra thấp hơn trong bể phản ứng tầng sôi.
Ca2+ + CO32- CaCO3 (1) HCO3- H+ + CO32- (2)
Hiện tượng này cũng được Ping Zhou et al. (1990) quan sát thấy khi tỉ lệ carbonate trên kim loại tăng từ 1.5/1 to 4/1, hiệu quả loại bỏ kim loại nặng tăng lên, do đó, khi tỉ lệ tiếp tục tăng lên, hiệu quả có loại bỏ kim loại có xu hướng giảm do việc kết tủa rời rạc dẫn đến nồng độ kim loại nặng đầu ra tăng.
3.1.2 Ảnh hưởng của vận tốc nước đi lên đến hiệu quả khử canxi
Hiệu quả loại bỏ canxi giảm khi gia tăng tốc độ nước đi lên từ 35.3 đến 74.1 m/h (tương đương với thời gian lưu nước giảm từ 3.1 xuống 1.5 phút). Khi tốc độ tăng lên, phần trăm giản nỡ của lớp vật liệu tăng lên (chiều cao của lớp cát trước và sau khi bơm) tăng lên từ 252% đến 300%. Do độ rỗng của lớp vật liệu tăng lên, diện tích bề mặt của lớp vật liệu trên 1 đơn vị thể tích giảm (Aldaco, 2008b), điều này dẫn đến hiệu quả của quá trình khử cứng giảm xuống từ 91.2% còn 78.5%. Hơn nữa, khi tốc độ tăng, hiệu quả loại bỏ canxi của bể phản ứng tầng sôi cũng giảm do thời gian lưu nước giảm. Vấn đề này được giản thích khi tốc độ dẫn nước tăng từ 59.1 đếb 64.4 m/h, phản ứng giữa Ca2+ và CO32- trên bề mặt hạt cát không xày ra hoàn toàn dẫn đến kết tủa CaCO3 rời rạc và bị trôi ra khỏi bể phản ứng tầng sôi, dẫn đến kết quả giảm sút hiệu quả loại bỏ canxi, tăng nồng độ chất rắn lơ lửng đầu ra trong nước sau xử lý. Do đó, tốc độ nước đi lên nên được giữ nhỏ hơn 59.1 m/h nhằm vẫn đảm bảo sự giản nỡ của lớp vật liệu nhưng tránh các hạt cát bị trôi ra ngoài (Tai et al, 2006).
22 Hình 3.2. Ảnh hướng của vận tốc nước đi lên đến hiệu quả loại bỏ canxi (a) và chất rắn lơn lửng đi ra (b)
4.1.3 Ảnh hưởng của kích cỡ hạt cát và khối lượng đến hiệu quả xử lý.
Hình 3.3 diễn tả sự ảnh hưởng của kích cỡ hạt cát trong bể phản ứng tầng sôi đến hiệu quả loại bỏ canxi ở vận tốc 35.3 m/h. Có thể thấy rằng sự phát triển của các hạt kết tinh CaCO3 trên bề mặt cát phụ thuộc vào kích cỡ của hạt (Lieser, 1969). Quá trình loại bỏ CaCO3 là kết quả của sự kết tinh CaCO3 trên hạt cát. Sự kết tinh bao gồm 4 bước, nhưng quá trình tạo hạt nhân và sự phát triển là quan trọng nhất (Lieser, 1969). Ripening và kết tinh lại không đáng kể trong bể phản ứng tầng sôi. Hạt nhân là sự hình thành các tinh thể mới, và sự tăng trưởng là sự gia tăng kích thước tinh thể bằng cách lắng đọng các ion, nguyên tử hoặc phân tử riêng lẻ (Wilard et al., 1992)
250 260 270 280 290 300 310 320 330
70 75 80 85 90 95
35 45 55 65 75
Độ giãn nở lớp VL, %
Hiệu quả loại bỏ canixi%
Vận tốc nước lên, m/h
250 260 270 280 290 300 310 320 330
-0.05 0.05 0.15 0.25 0.35 0.45
35 45 55 65 75
Độ giãn nở lớp VL, %
Nồng độ chất rắn đầu ra, mg/L
Vận tốc nước đi lên, m/h
( b)
23 Kích thước hạt càng nhỏ, số lượng cát càng nhiều. Nhiều hạt nhân (cát) trong tầng sôi đã thúc đẩy quá trình kết tinh của canxi cacbonat. Điều này dẫn đến hiệu quả loại bỏ canxi càng cao và chất rắn lơ lửng trong nước được xử lý càng thấp. Tuy nhiên, với kích thước cát nhỏ hơn 0.3 mm, độ cứng canxi còn lại cũng như chất rắn lơ lửng không khác nhau nhiều giữa kích thước cát 0.1mm, 0.2 mm và 0.3 mm, trong khi lại tăng mạnh khi tăng kích thước cát từ 0.3 – 0.6 mm.
Như đã nói ở trên, khi khối lượng hạt cát tăng lên trong PR dẫn đến có nhiều diện tích hơn cho quá trình tạo mầm, hiệu quả loại bỏ canxi cũng tăng lên. Khi khối lượng cát tăng từ 30 đến 150g, nồng độ canxi còn lại của nước thải giảm từ 88 đến 24 mg /L; tuy nhiên, khối lượng cát tăng nhiều hơn, hiệu quả loại bỏ canxi giảm nhẹ (Hình.3.4). Điều này là do với cùng một vận tốc bề mặt nhưng khối lượng cát cao hơn, lớp vật liệu không thể giãn nỡ mạnh dẫn đến diện tích bề mặt tiếp xúc ít hơn, làm giảm tiềm năng tạo mầm.
Hình. 3.3: Ảnh hưởng của kích cỡ hạt đến khả năng loại bỏ canxi
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
0 30 60 90 120 150 180
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 Nồng độ chất rắn đầu ra, mg/L
Độ cứng canxi, mgCaCO3/L
Kích cỡ hạt, mm Suspended solid
Residual Calcium Hardness Nồng độ chất rắn lơ lửng đầu ra Hàm lượng canxi còn lại, mg/L
24 Hình. 3.4: Ảnh hưởng của khối lượng hạt đến khả năng loại bỏ canxi
4.1.4 Ảnh hưởng của nồng độ canxi đầu vào
Hình.3.5 cho thấy ảnh hưởng của nồng độ canxi đến hiệu quả loại bỏ canxi. Khi tăng nồng độ canxi đầu vào từ 200 mg CaCO3/ L lên 600 mg CaCO3/ L, chúng ta thấy rằng hiệu quả tăng nhanh từ 86 đến 96% nhưng tăng nhẹ khi nồng độ Canxi tăng lên 1200 mg/L. Với nồng độ cao hơn, độ bão hòa cao hơn, do đó hiệu quả của quá trình kết tinh tăng lên. Điều này cũng được nêu rõ trong trường hợp tăng tỷ lệ mol [CO32-] / [Ca2+].
Hình 3.5. Ảnh hưởng của nồng độ Canxi đến hiệu quả loại bỏ canxi
10 10.2 10.4 10.6 10.8 11
84 86 88 90 92 94 96 98 100
200 400 600 800 1000 1200
pH
Hiệu quả loại bỏ Canxi, %
Nồng độ Canxi đầu vào, mgCaCO3/L
Calcium Hardness removal efficiencies, % pH
10 10.2 10.4 10.6 10.8 11 11.2 11.4 11.6
0 20 40 60 80 100 120
30 60 90 120 150
pH
Độ cứng canxi, mgCaCO3/L
Khối lượng cát cho vào, g
Residual Ca2+ pH
Hiệu quả loại bỏ canxi, %
25 3.2 Hạt sau xử lý:
Kết quả chụp phổ XRD
Sự khác biệt giữa phổ của hai mẫu không có sự chênh lệch nhiều vì giới hạn thời gian của đề tài, mỗi thí nghiệm chỉ được tiến hành trong 4-6 giờ, sau đó cát được thay mới.
Khoáng silicate trên peak chiếm tỉ trọng cao, nên các khoáng khác trông khá thấp do thời gian thí nghiệm không nhiều nên sự lưu bám của các khoáng đặc biệt là CaCO3 lên cát thấp.
Theo pattern XRD của hai mẫu cát trước và sau xử lý (Hình 3.6), giá trị CPS tại các góc θ khác nhau thì thu được các khoáng khác nhau. Các khoáng xuất hiện trong mẫu phân tích của cát sau xử lý là Calcite CaCO3 (9.17%), Ankerite Ca[Fe(II),Mg](CO3)2
(1.47%), Dolomite CaMg(CO3)2 (5.48%), phần còn lại là Quartz SiO2. Bảng 3.1 tổng hợp các vị trí mà khoáng của Calcium xuất hiện nhiều nhất. Khi so với mẫu cát trước xử lý, tại vị trí θ = 29.5o và 36o, hai peak xuất hiện chứng tỏ có kết tủa CaCO3 xuất hiện trên bề mặt của cát.
Hình 3.6: Đồ thị biểu diễn kết quả chụp XRD của hai mẫu cát.
Bảng 3.1. Tổng hợp kết quả chụp XRD
0 100 200 300 400 500 600 700 800
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
CPS
Giá trị θ
So sánh kết quả chụp phổ XRD của hai mẫu cát
Mẫu ban đầu Mẫu sau xử lý
*
* *
* * *** * * * *** *
26
Khoáng Giá trị θ
CaCO3
23, 29.5, 31, 36, 39.5, 43, 47.5, 48.5, 56.5, 57.5, 60.5, 63, 64.5, 65.5, 70
Ca[Fe(II),Mg](CO3)2 31
Ca.Mg(CO3)2 33, 35, 37.7, 41, 45, 60
Bảng tổng hợp của kết quả chụp XRD cho thấy phần lớn các vị trí góc θ thu được là khoáng Calcite, một số ít là khoáng của Magie và Sắt. Từ đó có thể kết luận rằng CaCO3
sinh ra từ phản ứng hóa học có sự bám dính lên cát.
Kết quả chụp SEM
STT Mẫu ban đầu Mẫu sau xử lý
1
Hình 3.7a: Mẫu ban đầu Hình 3.7b: Mẫu sau xử lý
2
Hình 3.7c: Mẫu ban đầu, x5000 Hình 3.7d: Mẫu sau xử lý, x5000
27 Hình ảnh chụp trước và sau khi loại bỏ độ cứng cho thấy canxi có kết tủa trên bề mặt của hạt cát và tạo kết tinh CaCO3. Tuy nhiên, vì thời gian vận hành ngắn nên quá trình kết tinh trên bề mặt không nhiều.
3.3 Loại bỏ canxi và kim loại nặng kết hợp
Trong hình 3.8, có thể thấy rằng việc loại bỏ canxi trung bình phụ thuộc vào tỷ lệ mol R của carbonate so với niken và canxi ở liều NaOH là 0.4 g / L. Khi tỷ lệ thấp hơn 6, hiệu quả loại bỏ canxi thấp, 40.4% tại R = 2 và 59.6% tại R = 4, nhưng khi R vượt quá 6, hiệu quả lên tới 82%. Ngược lại, Hình 4.8a cũng cho thấy tỷ lệ mol R không ảnh hưởng đáng kể đến hiệu quả loại bỏ niken. Hiệu quả xấp xỉ 80% khi liều NaOH là 0,4 g / L nước thải ở bất kỳ giá trị nào của tỷ lệ mol, có nghĩa là Ni(OH)2 kết tủa thuận lợi hơn NiCO3 trong bể phản ứng tầng sôi. Điều này có thể được giải thích bằng Ksp của Ni(OH)2 thấp hơn.
Hiệu quả loại bỏ của cả niken và canxi khi lọc và không lọc là rất giống nhau. Có thể kết luận rằng không có kết tủa rời rạc trong nước đầu ra; kết tủa xảy ra trên bề mặt của hạt cát, và không đi ra khỏi bể phản ứng.
Như thể hiện trong hình 3.8b, hiệu quả loại bỏ niken và canxi phụ thuộc vào liều NaOH ở R = 6. Độ pH tăng do tăng liều NaOH từ 0 đến 0.8 g / L đã tăng độ quá bão hòa vì xuất hiện nhiều CO32- hơn trong dung dịch, theo phản ứng (1); do đó, kết tủa của CaCO3 tăng lên. Hiệu quả loại bỏ canxi được tăng cường khi tăng liều NaOH và hiệu quả cao nhất (91,8%) đạt được là 0.8 g / L. Khi tăng liều NaOH từ 0 đến 0.6 g / L, hiệu suất loại bỏ niken tăng từ 36.7 đến 84.1% khi R = 6. Có thêm OH- trong dung dịch khi đưa thêm NaOH vào dung dịch, để cân bằng trong phản ứng (2) dịch chuyển sang phải và lượng mưa Ni(OH)2 tăng. Tuy nhiên, khi tăng liều NaOH lên 0.8 g/L, hiệu quả loại bỏ niken khi lọc tăng lên 96% nhưng hiệu quả không lọc giảm xuống còn 71.7%. Điều này chỉ ra quá trình tạo mầm đồng nhất diễn ra trong dung dịch khi mức độ quá bão hòa cao. Niken hydroxit có xu hướng tạo thành các hạt rất nhỏ, dễ dàng đi ra khỏi bể phản ứng.
Do đó, có thể kết luận rằng tỷ lệ mol R của carbonate so với canxi và niken và độ pH (được điều chỉnh bằng liều NaOH) đóng vai trò quan trọng đối với hiệu quả loại bỏ canxi và niken. Sự kết tinh trong bể phản ứng tầng sôi có khả năng loại bỏ niken và canxi trong