Trong thí nghiệm này tôi tiến hành thay đổi dải pH từ 5,5 đến 8. Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất xử lý Flo được thể hiện trên bảng 1 và hình 4.
Bảng 1: Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của pH đến hiệu suất xử lý Flo đối với tác nhân kết tủa là CaCO3
Mẫu Ca2+
(mg)
Tỉ lệ Ca2+/F- theo số
mol
Nồng độ chất trợ keo (mg/l)
pH ban đầu
pH sau khi PƯ
Thời gian phản ứng (phút)
F, mg/l
Hiệu suất (%)
Quan sát Trước Sau
1 118 1.5/2 1 6 5,5 30 150 103 31 Bông keo rất nhỏ và ít
2 118 1.5/2 1 6 6 30 150 82 45 Bông keo nhỏ
và ít
3 118 1.5/2 1 6 6,5 30 150 48 68 Bông keo to
4 118 1.5/2 1 6 7 30 150 26 83 Bông keo to
5 118 1.5/2 1 6 7,5 30 150 27 82 Bông keo to
6 118 1.5/2 1 6 8 30 150 35 77 Bông keo nhỏ
và nhiều
Hình 4: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của hiệu suất xử lý Flo vào pH của dung dịch đối với tác nhân kết tủa là CaCO3
Hiệu suất xử lý phụ thuộc nhiều vào pH của nước thải. Sau khi bổ sung CaCO3 pH của nước thải giảm nhưng không nhiều. Điều này là do phản ứng tạo kết tủa giữa CaCO3 với F- là phản ứng trung hòa xảy ra rất nhanh tạo thành muối CaF2.
Đối với nước thải có độ kiềm thấp, pH sau khi bổ sung chất kết tủa trở nên quan trọng hơn so với pH ban đầu. Từ bảng 1 và hình 4 có thể thấy rõ hiệu suất tách loại F- phụ thuộc nhiều vào pH của dung dịch nước thải. Khi thay đổi pH từ 5,5 - 6,5 hiệu suất xử lí F- có giảm hơn so với ở điều kiện pH trong khoảng 7 – 8. Hiệu suất xử lí F- trong khoảng pH 5,5 – 6,5 đạt trong khoảng 31 – 68 %, khi tăng pH lên 7 – 7.5 hiệu suất xử lí F- tăng lên sau đó giảm đi chút ít, dao động trong khoảng 82 – 83 %. Tuy nhiên khi tăng pH đến 8 hiệu suất xử lí có giảm đi chút ít, dao động trong khoảng 77 %.
3.1.2. Đối với tác nhân kết tủa là Al2(SO4)3.18H2O
Trong thí nghiệm này tôi cũng tiến hành thay đổi dải pH từ 5,5 đến 8. Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất xử lý Flo được thể hiện trên bảng 2 và hình 5.
Bảng 2: Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của pH đến hiệu suất xử lý Flo đối với tác nhân kết tủa là Al2(SO4)3.18H2O
Hình 5: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của hiệu suất xử lý Flo vào pH của dung dịch đối với tác nhân kết tủa là Al2(SO4)3.18H2O
Mẫu Al3+
(mg)
Tỉ lệ Al3+/F- theo số
mol
Nồng độ chất trợ keo (mg/l)
pH ban đầu
pH sau khi PƯ
Thời gian phản ứng (phút)
F, mg/l
Hiệu suất (%)
Quan sát Trước Sau
1 53 1.5/3 1 6 5,5 30 150 102 32 Bông keo rất
nhỏ và ít
2 53 1.5/3 1 6 6 30 150 75 50 Bông keo
nhỏ và ít
3 53 1.5/3 1 6 6,5 30 150 50 67 Bông keo to
4 53 1.5/3 1 6 7 30 150 37 75 Bông keo to
5 53 1.5/3 1 6 7,5 30 150 35 77 Bông keo to
6 53 1.5/3 1 6 8 30 150 42 72 Bông keo
nhỏ và nhiều
Cũng giống như ở trên, hiệu suất xử lý Flo phụ thuộc nhiều vào pH của dung dịch. Sau khi Al2(SO4)3.18H2O được bổ sung, pH của dung dịch nước thải giảm xuống. Điều này là do thực tế một phần phèn nhôm đã bị kết tủa dưới dạng hydroxit và hình thành trong nước theo phản ứng:
2Al3+ + 6H2O → 2Al(OH)3↓ + 3H2
Kết quả nghiên cứu trên cũng tương tự như lí thuyết về kết tủa với muối nhôm. Kết quả hình 5 cho thấy khi thay đổi giá trị pH có ảnh hưởng đến hiệu suất xử lí F-. Trong nghiên cứu này chúng tôi thay đổi pH từ 5 – 8. Khi thay đổi pH từ 5,5 - 6,5 hiệu suất xử lí F- có giảm hơn so với ở điều kiện pH trong khoảng 7 – 8. Hiệu suất xử lí F- trong khoảng pH 5,5 – 6,5 đạt trong khoảng 32 – 67 %, khi tăng pH lên 7 – 7,5 hiệu suất xử lí F- tăng lên, dao động trong khoảng 75 – 77 %, tuy nhiên khi tăng pH lên 8 thì lại có xu hướng giảm đi. Ở điều kiện pH thấp, khả năng hình thành AlF3 kết tủa hầu như không xảy ra. Đồng thời, ở pH thấp các hạt huyền phù và tất cả các cấu tử của nhôm đều tích điện dương, chúng không có khả năng tương tác với nhau. Quá trình keo tụ không xảy ra vì các thành phần mang điện tích cùng dấu không trung hòa được với nhau. Trong môi trường kiềm pH > 8, quá trình tạo thành aluminat Al(OH)4- xảy ra, ảnh hưởng đến sự trung hòa điện tích của các hạt keo. Kết quả thực nghiệm cho thấy pH ảnh hưởng rất rõ rệt đến hiệu suất xử lí F- của quá trình keo tụ, kết tủa. Khoảng pH tối ưu cho quá trình kết tủa bằng muối nhôm là 7 – 7,5.